无线电能传输参考文档ppt课件.ppt

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1、无线电能传输技术目录CONTENT01

2、背景介绍02

3、基本结构与工作原理03

4、技术应用研究04

5、发展趋势01PARTONE背景介绍背景介绍在《三体》小说里，描绘了未来世界的场景。在那个世界里也没有烦人的插座和各类充电接口，在那个世界里汽车飞机以及手机，全都是电动的，但是不需要充电也不担心续航的问题。所有电器没有任何多余的插电线或充电口。大气圈内到处都有能量可用。人类经过研制出可控核聚变技能，获得了近乎无限的“燃料”，不用担心能量的损耗，所以能够遍及无线电能传输技术。背景介绍无线电能传输技术这一概念的提出最早可以追溯到19世纪末期。1893年，

6、NikolaTesla在芝加哥举行的世界博览会上首次展示了通过无线方式供电的荧光照明灯。1893年Tesla向外展示无线传输原理无线电能传输(wirelesspowertransfer,WPT)，是一种通过电磁效应或者能量交换作用实现从电源到负载无电气接触地进行电能传输的新型输电方式，相比传统导线输电方式，其具有安全可靠等优点，尤其适用于一些特殊的应用场合，因此受到了越来越广泛的关注。背景介绍2007年，美国麻省理工学院(MassachusettsInstituteofTechnology)MIT)的MarinSoljacic教授等人基于磁耦

7、合谐振原理在中等距离无线电能传输方面取得了新进展。他们“隔空”点亮了1盏离电源2m开外的60W灯泡，效率达到了40%，并在《Science》杂志上发表了其研究成果，引起了世界轰动。随后，世界各地的研究人员对无线电能传输开展了越来越多的研究。MIT无线电能传输装置和实验组成员02PARTTWO基本结构及工作原理基本结构及工作原理无线电能传输分类基本结构及工作原理1.磁感应耦合式WPT从电网输入的工频交流经过整流逆变后转换成高频交变电流，并输入到可分离变压器的原边绕组，在高频电磁场的感应耦合作用下将电能传输到可分离变压器副边，而得到的高频交变电流

8、经电流调理电路转换成负载需要的工作电流，以达到为负载供电的目的。基本结构及工作原理1.磁感应耦合式WPT磁感应耦合式WPT系统在不同补偿拓扑结构条件下有不同的等效电路模型，根据等效电路建立方程组，便可得到系统的传输特性函数。基本结构及工作原理2.磁耦合谐振式WPT利用两个具有相同谐振频率且具有高品质因数的电磁系统，当发射线圈以某一特定频率工作时，在与之相距一定的距离的接收线圈通过分布式电容与电感的耦合作用，产生电磁耦合谐振，高频电磁能量在两线圈之间发生大比例交换，当接收线圈上接有负载时，负载会将一部分能量吸收，从而实现了电能的无线传输。基本结

9、构及工作原理2.磁耦合谐振式WPT根据电路理论建立等效电路的回路KVL方程组，求解方程组可得到传输功率和传输效率的数学表达式，从而对磁耦合谐振式WPT系统的传输特性进行理论分析。基本结构及工作原理3.微波辐射式WPT微波功率发生器将直流转换成微波能量，并由发射天线聚焦后向整流天线高效发射，微波能量经自由空间传播到整流天线，并经过整流天线的整流滤波电路转换为直流功率后，给负载供电。基本结构及工作原理4.激光方式WPT激光发射模块发出特定波长的激光，激光束通过光学发射天线进行集中、准直整形处理后发射，并通过自由空间到达接收端，且经过光学接收天线接

10、收聚焦到光电转换模块上完成激光–电能的转换。03PARTTHREE技术应用研究技术应用研究高通在宝马i8上搭载无线充电技术海尔的无尾电视苹果手机的无线快充MIT螺旋式无线电能传输样机技术应用研究磁耦合谐振式无线电能传输(magnetically-coupledresonantwirelesspowertransfer,MCR-WPT)利用谐振原理，使得其在中等距离（传输距离一般为传输线圈直径的几倍)传输时，仍能得到较高的效率和较大的功率，并且电能传输不受空间非磁性障碍物的影响。相比于感应式，该方法传输距离较远;相比于辐射式，其对电磁环境的影响

11、较小，且功率较大。正是由于这些优点，MCR-WPT得到越来越多的研究。技术应用研究植入式电子装置植入式刺激器植入式电子测量系统植入式药疗装置植入式人工器官及辅助装置心脏起搏器、除颤器胶囊内窥镜植入式注射泵人工心脏、人工耳蜗目前市面上的一些植入式医学电了装置均采用锂电池供电，这种内置电池供电方式的最大缺点就是使用寿命的限制，一旦电池能量耗尽，人们只能通过再次手术来更换电池，而有些患者由于年事已高或者其他原因不宜再次手术，即使可以手术也会带来一定的风险。技术应用研究无线电能传输的特点非常适用于医学式植入式电子器件领域：只有当接收线圈存在且与发射接

12、收线圈具有相同的谐振频率时才能实现能量的传递，而非该特定频率的物体则基本不受影响。由于该技术属于近场无损非辐射谐振耦合，相比于电磁感应、体导电等方法，它具有更远的传