Multisim感应式无线能量传输系统设计(2)
3.2.3 电压型逆变器的拓扑结构 17
3.2.4 电压型逆变器的开关模式 18
3.2.5 逆变器开关管的选择 19
3.3 无线电能传输系统逆变电源的设计 19
3.3.1 脉冲宽度调制技术 19
3.3.2 逆变器的死区时间 21
3.3.3 逆变器的驱动电路(MOSFET 驱动) 22
3.3.4 半桥串联谐振逆变电路 24
3.4 半桥高频逆变电路的仿真 24
3.5 半桥高频逆变电路的实物展示 25
3.6 接收端电路 26
3.7 本章小结 27
4 无线供电模块的设计制作与系统传输效率的测试 28
4.1 松耦合变压器 28
4.1.1 松耦合变压器特点 28
4.2 感应能量传输系统的整体测试 29
4.3 无线能量传输系统的测试 30
4.4 本章小结 33
结 论 34
致 谢 35
参考文献36
1 绪论
1.1 选题背景及应用意义
现代电能大部分都是通过接触导电来传输的，也就是导体直接接触和导体之间滑动传输电能[1]。近些年来，诸多便携式电器（例如笔记本电脑、手机、iPod音乐播放器等移动设备）都需要电源线充电或者电池充电，然而电源电线的频繁插拔，既容易磨损也不安全；有些充电器、插座、电线标准也不统一，就会造成了原材料的浪费[2]；并且在一些特殊场合，传统的电能传输方式存在很多安全隐患[3]；无线供电技术采用电磁感应耦合的方式进行电能传输，不需要任何物理上的连接，消除了摩擦、触电的危险[4]；提高了系统电能的灵活性，显著减少了用电系统的质量和体积。无线供电传输系统多功能性好、柔性好，安全性、可靠性及使用寿命较高，加上无接触、无磨损的特性[3]，可以满足设备器件在不同条件下的用电要求，并且不妨碍信息传输的功能。
1.2 国内外无线供电技术的研究现状和发展趋势
1.2.1 国外研究成果
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 发展趋势
1.3 本文的主要研究内容及论文的基本框架
本论文的任务是基于法拉第电磁感应原理，设计一种无线能量传输的总体方案，实现能量的无线传输，并对传输距离、传输功率、传输效率等参数进行实验研究。
(1)能量发射端设计产生高频率的PWM脉宽调制方波，通过功率放大后控制MOS开关管使LC谐振电路，能量接收端经整流、滤波成稳定的直流电，完成对负载供电。
(2)松耦合变压器初、次级绕组的设计以及对影响系统传输效率的因素研究。
(3)对提高系统传输效率的方法进行理论研究。
(4)搭建实验电路进行测试，测试结果验证仿真结果。
论文共分为6章，分别如下：
第一章绪论，提出了本论文选题背景和应用意义，并介绍了国内外的关于无线供电系统的研究现状和发展趋势。
第二章介绍了松耦合无线供电系统的基本组成部分和实现能量传输的工作原理。分析整流电路的工作过程和原理，利用Multisim对整流电路仿真以及松耦合变压器的模型和参数的分析。松耦合无线能量传输系统的补偿电路，对初次级绕组分别采用串串、串并、并串、并并的电容补偿进行了理论分析、推导出不同补偿方式电容的取值。
第三章对无线能量传输系统高频逆变电源的设计，通过对半桥高频逆变电路的仿真和分析，确定高频逆变电路的器件选型，选用IRF3205的MOSFET组成半桥逆变电路，控制驱动电路选用PWM芯片SG3525和IR2110。搭建实际电路测试高频逆变电源的性能。
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