线圈径向错位及角度偏差对磁耦合谐振式无线充电系统的影响探究-论文.pdf

《线圈径向错位及角度偏差对磁耦合谐振式无线充电系统的影响探究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、j十算机技术及其应用皇皇!竺!兰竺!竺ComputerTechnology＆Applications线圈径向错位及角度偏差对磁耦合谐振式无线充电系统的影响探究吴俊，乔树通(上海交通大学电子信息与电气工程学院电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海200240)摘要：磁耦合谐振式无线供电系统通常要求收发线圈同轴且平行，但在某些商用及实验环境收发端可能存在的径向错位、角度偏转会对传输性能造成影响。基于互感耦合模型，先从电路角度推导串一串系统效率、功率表达式，利用MATLAB分析效率和功率与线圈间径向位移和角度偏转关系。随后搭建实际系统，结果验证了分析的正确性。最后提出距离检测、频率跟踪

2、等提升性能的初步方法，为谐振式无线供电的研究提供参考。关键词：无线供电；磁耦合谐振；径向错位；角度偏转；同轴；平行DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2014．04．011[中图分类号]TM724[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)04—0031—04ResearchOntheImpactofLateralandAngularMisalignmentonMagnetic．resonanceWirelessPoweringSystemwUJun．QIAOShu—tong(EducationMinistry’SKeyLaboratoryofCon

3、troloverPowerTransmissionandConversion．CollegeofElectronicInformationandElectricalEngineeringofShanghaiJiaoUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Coaxialandparalleltransmittingandreceivingcoilsareanormalrequirementformagnetic-resonancewirelesspoweringsystem。butlateralandangularmisalignmentarep

4、robablyfoundatthetransmitting／receivingendsincommercialandtestingenvironment，bringingnegativeeffecttosystem．Basedonamutualinductancecouplingmodel，thispaperderivestheefficiencyandpowerexpressionofseries·seriessystem，analysestherelationbetweenefficiency／powerandlateral／angularmisalignmentbymeansof

5、MATLABandthenestablishesaphysicalsystem．Theresultverifiesthecorrectnessoftheanalysis．Finally，distancesensingandfrequencytracingareproposedtoenhancetheperformanceasareferencefortheresearchofresonancewirelesspowering．Keywords：wirelesspowering；magneticresonance；lateralmisalignment；angularmisalignme

6、nt；coaxial，parallelO引言1磁耦合谐振式无线供电原理磁耦合谐振式无线供电技术是利用两个具有相同谐振频率1．1基本原理的电磁系统，在同时谐振时相互发生强烈能量交换从而实现近场磁耦合谐振式无线供电技术实质上是感应式供电技术与谐区能量传输的一种技术。2007年MIT的MatinSoljacic教授等人振技术的融合。如图1所示，系统分为发射和接收两部分，分别在中距离无线供电方面取得的进展⋯，引起国内外学者广泛关由两个匹配的LC谐振回路组成。发射端由L1和C。谐振回路在注，之后不断涌现出新的研究成果。。高频脉冲信号作用下，向周围空间发射电磁波，非辐射的交变磁围绕系统频率、线圈间

7、距、电路拓扑等因素对效率和功率影场形成于近场区，经过线圈谐振强耦合，由接收端和C回路将响的文献已有不少，但目前对于收发线圈间径向偏移和角度偏转能量接收，实现了无线供电。对性能直接影响的讨论较少，而在如手机无线充电和体内医用设备体外供电等环境里，收发线圈间发生径向错位和角度偏转都难以避免，因此，两者对系统性能的影响有必要讨论和明确。本文从互感耦合模型出发，首先建立串一串磁耦合谐振式无线供电系统数学模型，推导传输效率和功率表达式；随后引入互感，分析