无线能量传输系统硬件模型

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无线能量传输系统硬件模型

作者：苏晓军杜宇

来源：《科学与财富》2016年第31期

摘要：在借鉴了国内外的一些研究理论及成果的条件下，阅读了国内外文献以及相关书

籍后分析了无线充电技术原理。文章主要设计了无线能量传输系统的整流滤波模块、无线发射模块、无线接收模块的模型。

关键词：无线能量传输；无线充电；谐振；耦合线圈

0引言

本文设计的是锂电池无线充电系统，属于小功率电子产品，而且并不要求有很远的传输距离，故选择电磁感应的改进版（线圈感应耦合方案）来实现无限能量传输。这种方案原理是电磁感应理论与变压器理论结合。为了有一个电能传输效率较高的电源系统，并且缩小电路的体积，就必须要采用原副边补偿的方法，采用原边补偿可以改善原边的功率因数，而副边的补偿则可以改善功率传输的效率。除此外还要将高频电流通入耦合线圈中，用电流的高频化来提高传输的能源密度，从而必须在电路中加入整流和高频逆变环节。

1 整流滤波电路

整流电路的作用是将220V/50HZ的家用交流电转化成单方向的电流，即直流电流。但是这样的电流仍然是脉动的，为了保证输电的质量必须将脉动的直流电流变成比较平滑度的直流，这个过程就是滤波。

我们常用的整流电路有：三相半波整流电路、三相全波整流电路、单相全波整流电路、单相半波整流电路、单相桥式整流电路、单相倍压整流电路。而在这些整流电路中最常用的就是单相桥式整流电路。而滤波一般采用电容滤波。所以本论文采用单相桥式整流电路加滤波电容组成整流滤波电路

2 谐振变换电路

谐振变换电路主要是把从整流滤波电路中流出来的直流电流转变成高频交流电，再将这个高频交流电送到线圈，使在线圈上产生高频变换的磁场。将直流电流变成高频交流电流的电路有全桥逆变电路、半桥逆变电路等。因为全桥逆变电路的应用比较广泛，本设计采用全桥逆变电路。

电路中值得注意的是负载线圈和电容并联，等效电路如图1。