LCC型磁耦合谐振式无线供电传输系统的研究

摘要

近年来随着社会不断向前发展、科技的进步，无线电力传输（Wireless Power Transmission，WPT）技术受到了国内外学者们广泛的关注与研究。在主要的三种无线电力传输技术中，磁耦合谐振式无线电力传输技术因为具有以下几个优点：传输距离中等、传输效率较高、无辐射、对周围环境影响较小、易于实用等，成为了国内外又一研究热点。虽然现已有诸多相关的理论研究成果，但距离实用化尚有很多问题亟待解决，比如传输距离不够远、系统的输出受负载的影响较大、传输效率不高等。而对于一次侧含有LCC（电感-电容-电容）复合结构，具有一定稳流输出的磁耦合谐振式WPT系统目前尚未有较为全面的研究成果。本文主要针对LCC型磁耦合谐振式WPT电路的恒流源输出特性进行相应的研究，对于促进磁耦合谐振式无线电力传输系统的进一步普及应用具有一定的理论意义。
　　本文首先介绍了无线电力传输技术的概念，简单概括了该技术的应用前景，对比分析了三种主要的无线电力传输技术，对磁耦合谐振式无线电力传输技术的国内外发展现状进行总结。通过耦合模理论详细分析了该技术的内在工作原理，然后以耦合互感为基础建立系统的电路模型，并详细分析了三个主要影响因素：谐振频率、传输距离、负载对系统传输性能的影响。接着对LCC型磁耦合谐振式WPT电路进行详细的分析，得到相应的输入、输出特性，并运用PSIM软件对该电路进行仿真，仿真结果表明当负载在一定范围内改变时，可把该电路的输出当做恒流源看待，而发射线圈中的电流基本不受负载的影响。最后，设计了LCC型磁耦合谐振式WPT实验系统，并进行了相应的实验，实验结果表明了此电路设计的正确性。

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第一章 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 无线电力传输技术简介与分类

1.3 国内外研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第二章 磁耦合谐振式WPT系统原理分析

2.1 磁耦合谐振式WPT系统的组成

2.2 磁耦合谐振式WPT技术基本理论

2.3 基于CMT的磁耦合谐振式WPT系统模型与分析

2.4 基于电路理论的磁耦合谐振式WPT系统模型与分析

2.5 本章小结

第三章 LCC型磁耦合谐振式WPT电路的输入输出特性

3.1 LCC谐振变换器的特点

3.2 LCC型WPT的电路组成

3.3 工作原理分析

3.4 系统传输性能与仿真分析

3.5 本章小结

第四章 LCC型磁耦合谐振式WPT电路的设计

4.1 系统的硬件结构

4.2 逆变电路设计

4.3 线圈的设计

4.4 接收电路的设计

4.5 本章小结

第五章 系统实验与分析

5.1 实验平台搭建

5.2 系统传输性能分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢