无线输能宽功率范围与宽频整流电路研究

《无线输能宽功率范围与宽频整流电路研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工程硕士学位论文无线输能宽功率范围与宽频整流电路研究作者姓名林跃龙工程领域电子与通信工程校内指导教师章秀银教授校外指导老师吴泽海高级工程师所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月10日High-EfficiencyRectifierwithWideInputPowerRangeorwidebandwidthforWirelessPowerTransmissionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuelongLinSupervisor：Pro

2、f.XiuYinZhangSeniorEngineerWuZehaiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN35学校代号：10561学号：201521010336华南理工大学硕士学位论文无线输能宽功率范围与宽频整流电路研究作者姓名：林跃龙指导教师姓名、职称：章秀银教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：电子与通信工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：射频电路与天线论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2

3、018年06月06日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：胡斌杰教授委员：章秀银教授潘咏梅教授黄惠芬教授宋海娜高工摘要近年来，人们花费了大量的精力为电子设备及传感器研制提供自主性和自我持续的能源系统，比如物联网，智能城市和智能环境。无线能量传输系统的出现为其提供了一种可行的解决方案。相对于传统的能量传输方式，它不需要复杂的电缆设备，具有占地空间小，节省传输设备等优势。由于电磁能（EM）和太阳能，热能，动能存在是有限的，如何有效的提高能源的利用率是一个值得研究的问题。改善无线能量传输系统中的

4、整流部分（AC-DC）对于提高整体效率有着重要的提升。本文首先对现阶段整流电路提高转换效率，拓展频带宽度及输入功率范围等性能的研究方法进行了调研研究，然后提出了三种提升整流电路性能的方法：1、基于耦合微带线匹配网络的宽频整流电路。通过分析整流电路的输入阻抗特性并利用串并联微带线抵消输入阻抗虚部，最后利用耦合微带线进行阻抗实部匹配，在宽工作频带范围内能够实现阻抗匹配，从而在宽工作频带上有良好的转换效率。文章首先分析微波宽频整流电路的工作原理，然后，通过IE3D及ADS进行原理图仿真加工，该整流电路测试结果的宽频性能验证了

5、耦合微带线匹配网络进行宽频匹配的有效性。并且，通过调整整流电路的拓扑结构，输入功率，工作频率，能够得到具有较高输出电压且输出转换效率保持良好的整流电路，进一步验证了该种匹配电路的应用性。2、具有宽输入功率范围的整流电路研究。通过设计两个工作在不同的输入功率的整流电路作为子整流支路，然后经过四分之一波长的T型结连接到一块组成宽输入功率整流电路。由于四分之一波长的阻抗变换作用及电路的并联特性，使得两个子整流支路并联到输入端的阻抗能够匹配到源阻抗，并且不会影响到子整流电路各自的工作性能，从而得到比单支路整流电路更宽的输入功率

6、范围。基于此原理，本文设计了一个工作在915MHz的宽输入功率范围的整流电路，并进行仿真测试验证。3、双频宽输入功率范围整流电路研究。通过设计两个双频的最高转换效率在不同输入功率的整流电路作为支路。同时，利用工作在双频状态下的T型结将两个支路联结在一起。由于采用的是双频的匹配方法，即在不同的两个工作频率下，两个子整流电路能够分别工作。整流电路的宽输入功率特性是由整流结构拓扑产生的，而双频特性是由匹配网络实现的，所以当两者结合到一块时，不会产生比较大的影响。根据这个设计思想，本文选定了915MHz及2.45GHz双频宽输

7、入功率范围整流电路进行仿真设计。关键词：无线输能，整流，宽频匹配，双频匹配IABSTRACTIntherecentyears,therehasbeenanincreasedinterestinprovidingautonomyandself-sustainabilitytodevicesandsensorstowardimplementingconceptssuchastheInternetofThings(IoT),Smartcities,andsmartenvironmentsingeneral.Energyhar

8、vestingandwirelesspowertransferappearasanalternativetoprovidethisautonomy,collectingenergyfromdifferenttypesofsourcessuchassolar,thermal,kinetic,orelectromagneticandc