无线感应充电模块的研制

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1、硕士学位论文无线感应充电模块的研制STUDYONWIRELESSPOWERTRANSMISSIONFORBATTERYCHARGING杨唐纯哈尔滨工业大学2009年12月国内图书分类号：TM925.0国际图书分类号：621.4工学硕士学位论文无线感应充电模块的研制硕士研究生：杨唐纯导师：刘建伟教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2009年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM925.0U.D.C:621.4DissertationfortheMa

2、sterDegreeofEngineeringSTUDYONWIRELESSPOWERTRANSMISSIONFORBATTERYCHARGINGCandidate:YangTangchunSupervisor:Prof.LiuJianweiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectricalEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2009

3、Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要非接触感应电能传输技术是一种的新型电能传输技术，它利用电磁感应原理有效、安全地传输电能，在感应充电、电动汽车、工业应用、医疗电子、环保事业、恶劣环境等场合有着广泛的应用前景。非接触感应电能传输系统一般由开关变换器组成的高频供电电源和接收功率并向负载提供能量的谐振电路两部分构成。传统上应用于变压器的强耦合方式的理论、设计技术等，不适用于非接触感应电能传输系统。为减少

4、开关器件的能量损耗、降低开关器件的电磁应力，要求开关器件工作在零电压转换或零电流转换模式下。本文首先介绍非接触能量传输系统的基本原理、研究现状和发展趋势；建立了非接触变压器的等效电路模型，并对系统进行了阻抗分析。接着分析了非接触能量传输系统初级侧电能变换器的电路特性。再分析了系统不同工作频率下的稳定性，得出了不同补偿方式下对应的稳定条件。本论文基于非接触式感应电能传输技术，设计实现无线充电方案。即借助于非接触式电磁感应耦合结构，对充电电池进充电，从而提升充电系统的安全性和稳定性。论文中非接触式感应充电系统系采

5、用ER型耦合结构作为主要电能传输接口，并设计锁相变频环节使系统跟踪电池负载变化。另外分析设计调谐电容改善系统的整体电能传输效率。系统设计基于芯片bq2002的充电电路，采用定电流快速充电方案，充电对象为12V/1800mAh的镍镉电池。经过实验分析测量，本论文所设计的非接触式感应充电系统确具可行性，充电最高耦合效率超过80%。关键词：非接触电能传输；零电压开关；初、次级补偿；串联谐振逆变器-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheinductivelycoupledpowertransfert

6、echnology(ICPT)isanewlyinnovatedwaytodeliverpower,whichuseselectromagneticinductionprinciplestoachievepowertransmissionefficientlyandsafely,whichhavebroadapplicationprospectsintherailtransportation,aerospace,robotics,biomedical,environmentalprotection,house

7、holdappliances,miningandwateroccasions.Generally,ICPTismadeupoftwosub-circuits:highfrequencypowersupplycircuitcomposedofpowerinverterandcircuitwhichprovidepowertotheload.ThetheoryandtechnologyusedintransformerisnotavailableinICPT.Inordertoreducetheenergylos

8、sandelectromagneticstressonswitches,itisnecessarytoworkinthezero-voltageswitchorthezero-currentswitchmode.Basicprinciples,researchstatusanddevelopmenttrendsofICPTareintroduced.Equivalentcircuitmodeldes