磁耦合谐振式无线输电技术发展及应用.pdf

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1、综述磁耦合谐振式无线输电技术发展及应用Thedevelopmentandapplicationofwirelesspowertransmissionbasedonmagneticresonances尚云博(甘肃建筑职业技术学院,甘肃兰州730050)摘要：综述了磁耦合谐振式无线输电技术在国内外的发展及研究现状,分析了此系统的工作原理，简述了其在商业中的实际应用，以及研究和发展过程中存在问题。为设计新型的磁耦合谐振式无线输电器件提供了一定的参考。关键词：无线输电技术；电磁感应；负载线圈Abstract：Thedevelopmentandstudystatusofwirelesspowertran

2、smissiontechnologybasedonmagneticresonancesaresummarized,theprincipleofwirelesspowertransmissionsystemareanalyzed,theapplicationandproblemaredescribedbriefly.Thisprovidesbasisfordesigningthewirelesspowertransmissiondevicesbasedonmagneticresonances.Keywords：wirelesspowertransmission；electromagneticin

3、duction；receive中图分类号：TN92文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)03-0082-02磁耦合谐振式无线输电技术是利用空间高频变化的无并与2013年制定了Rezence无线充电标准。2014年韩线电磁波或变化电磁场作为电能传输媒介进行电能无线传国科学技术院提出在5米内同时为多部智能手机充电的新[1]输的新型电能输电技术。这一技术能克服有线输电技术技术而实现超远距离的无线充电。的各种不足并不受空间限制使其在电动汽车、场地机器人、无线感知网络、医疗设备、水下作业、油田矿井等领域有[2]着无可比拟的优势和极其广阔的研究价值和应用前景，是全球电能传输的前沿领域，也是

4、近几年国内外热点研究方向之一。1研究现状图1MIT无线输电装置12006年11月麻省理工学院（MIT）的MarinSoljacic和他的研究团队在AIP工业物理论坛上首次提出了磁耦合[3]谐振式无线输电技术，并于2007年6月通过调整电源频率使两个相距一定距离的铜线圈产生谐振而成功的点亮了2.13m处的一个60W的灯泡，如图1所示，突破了一直以来制约无线输电技术发展的瓶颈，再次将无线电能传输的研究推向了一个新的阶段并掀起了人们对无线输电技术研究的热潮。2009年日本Takehiro等在保证传输效率图2汽车无线充电试验装置不低于95%的前提下增加耦合电容将线圈半径从300mm减到150mm实现了

5、200mm内100W电能的无线传输2008年哈尔滨工业大学的朱春波课题组在国内率先[4]。2010年MIT的研究人员发现当使用多个接收装置同开始磁耦合式无线输电技术研究，提出了增大传输距离的[7]时放置时的传输效率比单个放置时传输效率的总和还高，方法。2009年华南理工大学张波课题组提出利用频率[8]这一结果为研究多个负载的无线输电技术奠定了良好的基跟踪方式调节谐振频率匹配发射线圈电感的方法。2011础。同年，日本TCBeh等研究了磁耦合谐振式无线输电年东南大学黄学良课题组针对无线输电在电动汽车中的应[9]技术在电动汽车领域的应用，提出使用阻抗匹配电路来调用进行了深入的研究并取得了很大突破，图

6、3是其中之整线圈的谐振频率并给出了相关的参数及设计方法进一步一。近年河北工业大学研究磁耦合式无线输电技术也取得[5]提高了系统的传输效率。2011年Seung-HwanLEE等了很大进展，图4是其中之一。重庆大学的孙跃课题组对[10]提出了一种采用表面螺旋式线圈的磁耦合谐振式无线输电此也进行了系统的研究并取得一系列成果。此外，中科[6]系统的等效电路模型，同年，韩国学者ThucPhiDuong院电工研究所、清华大学、浙江大学、西安交通大学、南等通过调整发射端和接收端线圈之间的距离实现了系统阻京航空航天大学等分别从不同角度对磁耦合式无线输电技抗的最佳匹配而提高了传输效率。2012年日本丰桥科技术

7、进行了研究，虽然得了一定的成果，但并不成熟。大学研究小组成功试验了透过30cm厚的混凝土对行进中的电动汽车进行无线充电且效率很高，如图2所示，同年基于谐振式无线输电技术的无线充能联盟A4WP成立，82综述台式设备无线供电技术的快速发展，同年6月SAMSUNG公司发布的GalaxySIII手机采用磁耦合式无线输电技术支持无线充电是在商业上的成功应用。随着近几年磁耦合式无线输电技术的继续发展其在其他领