基于可調耦合方法的磁耦合共振無線能量傳輸系統
摘要：針對無線能量傳輸系統的效率隨著充電距離的增大而快速降低的情況,提出了一個四線圈結構的磁耦合共振無線能量傳輸系統的優化設計方案。通過二端口網絡分析方法,建立了四線圈結構的磁耦合共振無線能量傳輸系統的等效電路模型,分析并推導出了無線能量傳輸效率表達式及傳輸效率提升的阻抗匹配條件。仿真并設計制作了收發線圈內徑為70 mm的四線圈結構磁耦合共振無線能量傳輸系統。當激勵線圈與發射線圈間的距離和負載線圈與接收線圈間的距離固定為5 mm時,仿真實測收發線圈距離在90 mm內傳輸效率達80%以上,在120 mm處傳輸效率可達60%,測試結果和仿真結果相吻合。在此基礎上,通過同時調節激勵線圈與發射線圈之間的距離和負載線圈與接收線圈之間的距離,實現在130~180 mm的傳輸距離內,無線能量傳輸系統的傳輸效率提升10%以上,并且當發射線圈和接收線圈相距150 mm時,系統傳輸效率最大可提高21%。
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