天通公司无线充电用铁氧体材料及器件的仿真与研究

摘要

近年来智能终端产品市场发展迅猛，多功能、体积小、易携带已成为智能终端产品立足市场的基本要求，随之而来的是，产品的续航时间给用户带来众多不便，同时电量不足问题也影响了客户的体验度。因此近几年市场将目光投向了电子产品的无线充电技术，在全球各大手机厂商及方案公司的共同推动下，无线充电市场热度直线狂飙。三星、诺基亚、HTC等手机制造商相继在旗舰手机导入无线充电功能，并得到市场的认可。目前，平板电脑、电动汽车等中大功率无线充电方案也逐渐崭露头角。
　　从应用原理划分，目前的无线充电技术可分为磁耦共振、电磁感应、激光光感应、微电波转换、电压效应、电导式等技术，当前电磁感应最为成熟，并以应用在手机等产品，且推向市场，磁耦合共振技术也日趋成熟，其他技术目前尚处于理论阶段。本文主要讨论电磁感应式无线充电器件及对应的铁氧体材料。
　　本课题根据中小功率智能电子设备的无线充电的发展现状及趋势，研发了对应的电子基础材料以便提高无线充电的效率及充电距离。并建立无线充电器用铁氧体材料的数据库，在此基础上，应用软件Maxwell和ADS协同仿真，研究分析了无线充电器件的磁场分布及铁氧体在无线充电器中应用特点
　　1.本文从晶体结构入手，重点学习研究了铁氧体材料的内部结构对电磁特性的影响规律，为后面铁氧体材料在无线充电器件中的应用夯实了坚实的理论基础；
　　2.根据数据库的实际目的，建立了XML数据库的DOM树形结构，并详细的阐述了实现各功能的函数及其关系；
　　3.本论文利用用户界面工具包Tk创建，用户可以在创建的原始表单中输入数据，从而实现数据加载，且原始数据会自动保存为底层的XML格式文档。这样极大的方便数据库的后续数据完善、数据修改等功能；
　　4.本文建立了一套天通铁氧体材料的数据库，并对数据库的功能实现进行了详细的说明。
　　5.本文通过仿真软件Maxwell和ADS的联合仿真研究，研究了无线充电器件的磁场结构及铁氧体材料在无线充电器中应用，随后借助ADS软件对无线充电线圈的结构匹配进行优化处理。

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第一章 绪 论

1.1课题背景

1.2国内外研究研究现状

1.3研究的目的与意义

1.4 本文主要工作内容

1.5 论文的结构安排

第二章无线充电用铁氧体材料的电磁理论基础

2.1铁氧体材料的结构

2.2MnZn铁氧体电磁理论基础

2.3磁晶各向异性和磁滞伸缩特性

2.4铁氧体的电磁参数特性

2.5本章小结

第三章 天通无线充电用铁氧体材料数据库建立及选用

3.1天通无线充电用铁氧体材料的数据库建立

3.2材料数据库实现

3.3本章小结

第四章 手机无线充电器件的仿真与设计

4.1 Maxwell3D的仿真原理及应用

4.2 ADS软件的的仿真及应用

4.3基于软件Maxwell3D和ADS联合仿真研究

4.4无线充电器阻抗匹配设置

4.5无线充电线圈参数模拟计算软件开发

4.6本章小结

第五章 结 论

5.1 总结

5.2 工作的展望

致谢

参考文献