电磁感应无线充电的联合仿真研究

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1、万方数据第28卷第4期·434·电子测量与仪器学报JoURNALOFELECTROMCMEASUREMENTANDINSTRUMENTATIONp，0f28Ⅳ0．42014年4月DOI：10．13382／j．jemi．2014．04．013电磁感应无线充电的联合仿真研究陈新1’2(1．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室张桂香1长沙410082；2．湖南人文科技学院娄底417000)摘要：针对电磁感应式无线充电系统难以实现电磁场和电路多域联合仿真的问题，利用Maxwell和Simplorer

2、仿真软件对Qi标准电磁感应式无线充电系统进行联合仿真研究。其中利用Maxwell电磁场软件对线圈电磁场发布、电感、耦合系数、铁氧体损耗等进行了有限元分析，利用Simplorer电路仿真软件对整体电路分析与验证。仿真结果与Qi标准进行比较，验证了仿真结果的准确性和有效性。该联合仿真方法具有良好的通用性，适合于电磁感应式无线充电系统的前期原型设计与验证，可有效缩短实验和开发周期，降低研发成本。关键词：无线充电；Maxwell；Simplorer；QI标准；联合仿真中图分类号：TN98文献标识码：A国家

3、标准学科分类代码：470．4014Co-simulationresearchbasedonelectromagneticinductionofwirelesspowertransferChenXinl，2ZhangGuixian91(1．TheStateKeyLaboratory．ofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody，HunanUniversity，Changsha410082，China；2．HunanUniversityofHumanit

4、ies，ScienceandTechnology，Loudi417000，China)Abstract：Aimingattheproblemthatitisdi{Iiculttorealizethemulti—domainCO—simulationofelectromagneticfieldandcircuit．theCO-simulationresearchontheelectromagneticinductionWPTsystembasedonQispecificationiscarriedo

5、utusingtheMaxwellandSimplorersoftware．Firstly，finiteelementanalysisinMaxwellsoftwareisusedtoanalyzethecoil，selectromagneticfield，inductance，couplingcoefficient，ferriteloss，etc．Secondly，thewholeW门systemcircuitinSimplorersoftwareisanalyzedandverified．Th

6、eaccuracyandthevalidityofthesimulationresuhsareverifiedthroughcomparisonbetweenthesimulationresultsandQispecification．The"CO—simulationmethodhasgoodversatility．andissuitableforpreliminaryprototypedesignandvalidationofelectromagneticinductionWWsystem，w

7、hichcaneffectivelyshoaenthepedodofexperimentationanddevelopment，andreducedevelopmentcosts．Keywords：wirelesspowertransfer；Maxwell；Simplorer；Qispecification；CO—simulation1引目无线充电方式主要包括4种方式：电磁感应方式、磁共振方式、电场耦合方式和电波接收方式。电磁感应式无线充电技术已经量产并且通过安全与市场验证，在生产成本上电磁感应式

8、技术的产品低于其他技术。由于基于电磁感应无线充电技术充电距离有限，当距离变大时，效率会急剧下降，电磁感应无线充电技术的各种优化设计显得尤为重要¨圳。目前主流的无线充电标准有3种：PowerMattersAlliance(PMA)标准、Qi标准、AllianceforWirelessPower(A4WP)标准。Qi标准是全球首个推动无线充电技术的标准化组织一无线充电联盟(wirelesspowercconsortium，WPC)推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征，Qi