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无线电能传输系统工作原理分析

发布时间:2020/10/31 21:18:15 访问次数:906

耦合阵列的每个线圈回路通过串联一个1:50的变压器对回路电流进行采样,经整流及电容平缓后用CPLD检测采样耦合电压来反映此线圈的发送功率,并输出控制信号调整线圈关断,从而使耦合效率达到最高。电磁耦合阵列可以为多个,不同的电磁耦合阵列按不同的高度设置,可增加用电设备获取电能的灵活性,即用电设备在不同的高度和不同的方向,都能最大限度地获取电能,提高了电能的利用效率。

驱动电路将方波信号送入由发送线圈、MOS管Q4、电容C2及变压器T1构成初级线圈,初级线圈把能量耦合发送给次级线圈,通过匝数比为1:500的变压器T1进行电压放大,后经二极管D3,D4、D5及D6构成桥式整流电路整流和C3平滑,所获得的直流电压送至供电设备。

驱动电路采用9V直流电源供电,当方波信号为高电平时,三极管Q1导通,Q1的VCE较小,以致三极管Q2、Q3均截止。因此MOS管Q4的栅极处于高阻状态(MOS管Q4处于截止状态),即电子开关不导通,发送线圈不能往外发送电能。方波为低电平时,三极管Q1截止,Q1的C极处为高电平.


电路理论分别对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)的4种经典发射接收系统模型进行传输功率和效率的理论分析和研究,同时提出一种综合评价系统性能的方法,对串联-串联型(SS)、串联-并联型(SP)、并联-并联型(PP)和并联-串联型(PS)模型的传输功率和效率的变化进行对比分析。通过数值仿真和实验结果表明,串联-串联型(SS)更适合于磁谐振耦合式无线电能传输系统,且SS和SP的抗干扰性能比PP和PS更好。


传输结构的反射阻抗入手研究不同传输结构的传输效率和功率,传输效率一个指标得出SS传输结构更适合于高频率、小负载的系统的结论。无线电能传输系统中传输效率和传输功率是系统性能的重要指标,研究这两项指标需更具一般性,这样才能更全面地反映系统的性能。

以两个线圈(发射线圈和接收线圈)构成的WPT系统为研究对象,采用电路理论分别对4种发射接收系统模型进行传输功率和效率的理论分析和研究,并提出一种综合评价系统性能的方法,对不同模型的传输功率和效率的变化进行对比分析,阐明不同结构对系统传输功率、效率的影响。由仿真和实验表明,串联-串联型(SS)更适合于磁谐振耦合式无线电能传输系统。

两线圈WPT系统的等效电路,依据传输线理论和集总参数电路理论来研究系统的电路模型。SS型所示为发射端LC串联-接收端LC串联型两线圈WPT系统的几种参数下的等效电路,其他3种类型分别为串联-并联型(SP型)、并联-串联型(PS型)、并联-并联型(PP型)。


(素材来源:chinaaet和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)
耦合阵列的每个线圈回路通过串联一个1:50的变压器对回路电流进行采样,经整流及电容平缓后用CPLD检测采样耦合电压来反映此线圈的发送功率,并输出控制信号调整线圈关断,从而使耦合效率达到最高。电磁耦合阵列可以为多个,不同的电磁耦合阵列按不同的高度设置,可增加用电设备获取电能的灵活性,即用电设备在不同的高度和不同的方向,都能最大限度地获取电能,提高了电能的利用效率。

驱动电路将方波信号送入由发送线圈、MOS管Q4、电容C2及变压器T1构成初级线圈,初级线圈把能量耦合发送给次级线圈,通过匝数比为1:500的变压器T1进行电压放大,后经二极管D3,D4、D5及D6构成桥式整流电路整流和C3平滑,所获得的直流电压送至供电设备。

驱动电路采用9V直流电源供电,当方波信号为高电平时,三极管Q1导通,Q1的VCE较小,以致三极管Q2、Q3均截止。因此MOS管Q4的栅极处于高阻状态(MOS管Q4处于截止状态),即电子开关不导通,发送线圈不能往外发送电能。方波为低电平时,三极管Q1截止,Q1的C极处为高电平.


电路理论分别对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)的4种经典发射接收系统模型进行传输功率和效率的理论分析和研究,同时提出一种综合评价系统性能的方法,对串联-串联型(SS)、串联-并联型(SP)、并联-并联型(PP)和并联-串联型(PS)模型的传输功率和效率的变化进行对比分析。通过数值仿真和实验结果表明,串联-串联型(SS)更适合于磁谐振耦合式无线电能传输系统,且SS和SP的抗干扰性能比PP和PS更好。


传输结构的反射阻抗入手研究不同传输结构的传输效率和功率,传输效率一个指标得出SS传输结构更适合于高频率、小负载的系统的结论。无线电能传输系统中传输效率和传输功率是系统性能的重要指标,研究这两项指标需更具一般性,这样才能更全面地反映系统的性能。

以两个线圈(发射线圈和接收线圈)构成的WPT系统为研究对象,采用电路理论分别对4种发射接收系统模型进行传输功率和效率的理论分析和研究,并提出一种综合评价系统性能的方法,对不同模型的传输功率和效率的变化进行对比分析,阐明不同结构对系统传输功率、效率的影响。由仿真和实验表明,串联-串联型(SS)更适合于磁谐振耦合式无线电能传输系统。

两线圈WPT系统的等效电路,依据传输线理论和集总参数电路理论来研究系统的电路模型。SS型所示为发射端LC串联-接收端LC串联型两线圈WPT系统的几种参数下的等效电路,其他3种类型分别为串联-并联型(SP型)、并联-串联型(PS型)、并联-并联型(PP型)。


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