频率、功率和效率可调的磁共振能量发射器

摘要

针对传统磁共振能量发射器工作频率、发射功率和能量传输效率相对固定的缺点,本文提出一种频率、功率和能量传输效率可调的磁共振能量发射器,主要由高频压控振荡器、迟滞比较器、反相放大器和Class-E功率放大器依次级联构成.其中,高频压控振荡器产生频率可变的高频正弦信号,经迟滞比较器对其占空比进行调节,以改变Class-E功率放大器的能量转换效率.反相放大器中跨接在输入端和输出端的可变电阻由工作于可变电阻区的场效应管实现,以调节输出信号的幅度,进而改变Class-E功率放大器的输出功率.并采用PSpice和ADS仿真软件来辅助确定上述电路中各元件的具体参数,最后对所设计的磁共振能量发射器进行了测试.结果表明,发射器的工作频率在1.95～2.28 MHz范围内连续可调,其波段覆盖系数为1.2;在供电电源为+15 V时,输出功率在0.6～7.86 W范围内连续可调;在发射线圈和接收线圈间距为20～50 mm时,系统的能量传输效率为56.4％～21.2％.