前沿科技无线充电报告分析课件.ppt

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1、电场耦合式无线充电技术简介前沿科技报告报告人：学号：2016.12.13报告提纲无线充电发展历史无线充电的原理电场耦合式无线充电技术电场耦合式无线充电技术的瓶颈无线充电的应用无线充电的发展历史19世纪30年代，法拉第发现周围磁场的变化将在电线中产生电流；19世纪90年代，爱迪生光谱辐射能研究项目的物理学家特斯拉提出了无线电力传输的构想；香港城市大学电子工程学系许树源教授在早几年曾成功研制出“无线电池充电平台”，需要产品与充电器接触，它主要利用的是近场电磁耦合原理2007年，美国麻省理工学院的马林·索尔贾希克（MarinSoljacic）等人在

2、无线传输电力方面取得了新进展，他们用两米外的一个电源，“隔地”点亮了一盏60瓦的灯泡2008年12月17日，无线充电联盟（WirelessPowerconsortium）成立，其使命是为了创造和促进市场广泛采用与所有可再充电电子设备兼容的国际无线充电标准Qi2010年9月1日，全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟，在北京宣布将Qi无线充电国际标准率先引入中国报告提纲无线充电发展历史无线充电的原理电场耦合式无线充电技术电场耦合式无线充电技术的瓶颈无线充电的应用无线充电原理——电磁感应式充电1、电磁感应式充电初级线圈一定频率的交流

3、电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端无线充电原理——磁共振式充电2、磁共振式充电由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个无线充电技术装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量，是目前正在研究的一种技术，由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。无线充电原理——无线电波式充电3、无线电波式充电这是发展较为成熟的技术，类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收

4、装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器无线充电原理——电场耦合式充电4、电场耦合式充电充电模块是由2个非对称偶极子按垂直方向排列而成的，这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成。无线供电模块就是通过这2个非对称偶极子的电场耦合而产生的感应电场来供电的。8无线充电原理——各种方案对比报告提纲无线充电发展历史无线充电的原理电场耦合式无线充电技术电场耦合式无线充电技术的瓶颈无线充电的应用电场耦合式无

5、线充电技术电容式无线能量传输（CPT）：一个典型的电场耦合无线能量传输系统极板结构如图所示．通过电感Ls和耦合电容Cs1和Cs2的谐振，提高耦合电容上的电压，从而在较小的耦合电容上产生较大位移电流，实现能量的传递．电感Ls和电容Cs1和Cs2之间的谐振，还可以补偿电力电子变换器的无功，提高变换器的工作效率。电场耦合式无线充电技术CPT系统结构图一个较为具体的CPT系统如图所示，主要包括供电直流电源、高频逆变电路、耦合机构、补偿网络和整流滤波电路五个部分．CPT系统的耦合电容较小，需要在高频下进行能量传输．直流电在高频逆变电路中转为高频交流电．

6、补偿电感主要作用是降低逆变器输出无功功率，并通过谐振提高极板间电压，同时实现软开关．发射板在高压、高频交流电作用下，与接收板产生互交电场，形成位移电流，实现能量的传递电场耦合式无线充电技术磁耦合电场耦合优点传输距离远、功率大1、降低发射成本2、损耗小3、涡流损耗小缺点增加系统成本，使用高频铁氧体材料对磁场进行引导，增加重量，带来损耗，泄露磁场的存在引起传输效率下降大部分研究集中于小功率和小距离(毫米及以下距离)，大功率中远距离的研究和应用还很少研究内容研究较多1、耦合结构设计2、补偿网络频率特性分析3、电力电子能转换技术研究人员均认为电场耦合

7、方式无法进行大功率远距离的无线电能传输，忽视了对电场耦合方式的深入研究，并没有完全发挥该技术的优势耦合方式对比方式电场耦合式无线充电技术电场和磁场耦合方式的传输功率、效率、距离统计2015年末，美国密西根大学在CPT领域的研究出现了质的飞跃．除了轻薄的发射接收极板、直流到直流90%以上的能量传输效率，在水平偏移距离为极板尺寸1/2时，无需调节开关频率和补偿网络参数，传输功率可维持在无偏移时的90%以上，并且效率仍达到90%以上，对位置的偏移具有极强的鲁棒性电场耦合式无线充电技术如何实现电力电子变换器的软开关电场耦合传递功率同谐振频率成正比，由

8、于E类放大器工作频率高，可实现零电压开关基于E类放大器的CPT谐振网络设计和调谐、E类放大器的软开关条件等成为了一个研究的方向而对于半桥和全桥逆变器，其软开关实现条