磁諧振耦合無線能量傳輸系統(tǒng)中收發(fā)鏈路的研究與分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、無線能量傳輸研究在近年來發(fā)展迅猛,也是未來科學研究的一個重要的方向。本文以無線能量傳輸為核心,詳細分析與設計了基于磁諧振耦合的完整的無線能量傳輸收發(fā)鏈路,其主要內容涵蓋收發(fā)線圈的設計與分析、射頻功率源的設計與分析、負載端整流與穩(wěn)壓電路的設計與分析。
  本文首先基于耦合模理論推導了磁諧振耦合時收發(fā)線圈應滿足的電路理論參數(shù),分析論證了四線圈模型用于本設計的優(yōu)勢。并利用HFSS仿真軟件設計了基于四線圈結構的收發(fā)線圈組,其中發(fā)射線圈采用

2、了陣列單元結構的設計。
  在頻率源部分,本文分析對比了各類功率放大器的適用范圍及其特點,著重分析了E類功率放大器的工作原理,并計算分析并推導了最佳電路參數(shù)。根據(jù)最佳理論參數(shù),利用ADS軟件設計了E類功率放大器,工作頻率在13.56MHz,理論功率輸出20W,效率為83.5%左右。同時,設計了13.56MHz的頻率源,頻率源由有源晶振以及緩沖放大器構成。
  在接收端部分,本文經過各類整流及穩(wěn)壓電路的對比論證,采用了橋式整流

3、電路以及Buck型穩(wěn)壓電路,設計了可供手機充電的整流及穩(wěn)壓模塊。
  本論文進行了PCB板的設計與制作,并進行了詳細的實驗測試。在實驗測試之中,測試了最佳距離上收發(fā)線圈的 S參數(shù)曲線,并結合手機充電的場景將射頻功率源輸出功率調整為了10W。在實驗分析中,分別研究了傳輸距離、收發(fā)平面各個區(qū)域、傳輸路徑上障礙物以及負載變化對磁諧振耦合無線能量傳輸收發(fā)鏈路的影響。
  本文最后對未來工作提出了展望,指出了下一步工作為自適應功率調節(jié)

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