【摘要】：無線充電技術(shù)在便攜式電子設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,其安全性和便利性是線纜供電方式所無法比擬的,但隨著電子設(shè)備數(shù)量的增多,用戶對多個設(shè)備同時進行充電的場景越來越頻繁,此時無論是現(xiàn)有的無線充電方式還是傳統(tǒng)的線纜充電方式都無法擺脫充電器材過多給用戶帶來的使用不便以及安全上的隱患,構(gòu)建一種能夠同時為多個電子設(shè)備供電的無線充電平臺越來越受關(guān)注。同時電子設(shè)備使用頻率的提升使應(yīng)用中對快速充電的需求也在急劇升高,恒流充電技術(shù)作為實現(xiàn)快速充電的一種方式也已經(jīng)得到了越來越多的應(yīng)用,而實現(xiàn)為多個電子設(shè)備同時進行快速充電對于未來人們生活方式的變革有著重要的意義。本文設(shè)計了一種多負載無線恒流充電系統(tǒng),首先對無線能量的傳輸方式以及一對多無線充電系統(tǒng)基本架構(gòu)進行了研究分析,確定了傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本拓撲結(jié)構(gòu)。然后介紹了發(fā)送端的各模塊功能,設(shè)計了適用于多負載無線充電系統(tǒng)的線圈結(jié)構(gòu),并對逆變器在系統(tǒng)中的工作狀態(tài)及作用進行了研究分析,通過對發(fā)送線圈中的電流進行檢測,調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率使發(fā)送線圈上方始終有一定強度的磁場分布,滿足接收端的供電需求。最后對接收端中的恒流充電控制模塊進行了介紹分析,通過采樣充電電流并調(diào)節(jié)DC-DC變換器的輸出電壓對儲能電池的充電電流進行控制,此外,還對電池在恒流充電狀態(tài)下的的等效模型進行了研究,從而得到了系統(tǒng)整體的傳輸特性。本文所設(shè)計的多負載無線恒流充電系統(tǒng)系統(tǒng)將發(fā)送端和接收端相互隔離,由不同的控制模塊獨立控制,因此可根據(jù)自身工作狀態(tài)對電路參數(shù)進行自主調(diào)節(jié),在多負載應(yīng)用場景下避免了多個接收端與發(fā)送端的實時通信要求,降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度并提高了響應(yīng)速度,使恒流充電更加穩(wěn)定。經(jīng)實驗驗證,在為四個1.2V鎳氫電池進行充電時,在20cm*20cm的發(fā)送端線圈覆蓋范圍內(nèi),位于不同位置的接收端均能實現(xiàn)對電池進行100mA的恒流充電,且各接收端整流輸出電壓波動幅度在0.2V以內(nèi),系統(tǒng)的傳輸效率達到了70%。
【圖文】：

多負載無線恒流充電系統(tǒng)設(shè)計與研究國內(nèi)企業(yè)中，海爾公司在無線能量傳輸領(lǐng)域做了深入的研究，2010 年與學(xué)院合作的全球第一款無尾電視在 CES展會上展出，擺脫了傳統(tǒng)家電的方式，2017 年海爾將無線充電與共享單車相結(jié)合，為智能手機等便攜式供電，極大地方便了人們的生活；南孚公司針對蘋果手機也推出了專用器，可支持多種充電模式，實現(xiàn)不同功率電能的傳輸[46]。

研究較多的無線能量傳輸方式主要有三種：微波無線能量感應(yīng)耦合無線能量傳輸以及電磁感應(yīng)耦合無線能量傳輸（ICPT），電磁場或電磁波進行能量的傳輸，，但實現(xiàn)方式又相互區(qū)別。根據(jù)工間的關(guān)系，可以將無線能量傳輸?shù)墓ぷ鞣秶鷦澐譃檫h場和近場[49]，電磁理論，遠場以輻射為主，近場以感應(yīng)為主。遠場又稱為輻射域大于一個波長的距離，遠場無線能量傳輸?shù)牡湫痛砭褪俏⒉o線[50]；近場又稱為非輻射域，一般認為是小于一個波長的距離，近場有磁共振感應(yīng)耦合和電磁感應(yīng)耦合兩種耦合方式，由于工作距離較輸效率相對遠場無線能量傳輸?shù)囊撸较蛐砸哺�。微波無線能量傳輸技術(shù)波是指頻率在 300MHz～300GHz 的電磁波，即波長在 1mm～1m 之微波無線能量傳輸技術(shù)的工作原理如圖 2.1 所示，先將電能轉(zhuǎn)換為作為能量的載體通過天線輻射到自由空間中，接收裝置在接收到微微波中的能量重新轉(zhuǎn)換為電能供負載使用。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM724

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2626214