电磁耦合理论的无线供电技术探讨
- 格式:pdf
- 大小:357.30 KB
- 文档页数:1
基于磁耦合谐振的无线电能传输系统的研究摘要:本文分析和设计了一种基于磁耦合谐振的的无线电能传输系统,并对无线电能传输的技术进行了分析和阐述,分析其中存在的优势特征,并对磁耦合谐振的的无线电能传输的传输距离进行粉分析并研究该系统传播的效率。
本文就无线电能传输系统进行了相应的实验和测试,实验的结果表明,在当系统达到了一定传输效率时,能够实现最优化的系统设计,并对理论分析的有效性进行了相应的验证。
关键词:磁耦合谐振,无线电能传输系统前言无线电能传输的概念在19世纪就出现了,当时是由尼古拉•特斯拉提出的,并在1902年申请了相关的技术专利,后面许多科学家对此展开了研究,并取得了一定的成果,然而在距离方面始终没有获得突破性的进展。
根据无线电传输装置技术的原理,无线电传输方式主要氛围电磁波式、电磁感应式和磁耦合谐振式三种传输技术。
其中电磁波式的无线电能传输技术的实质是利用微波来代替传统的输电装置,然后根据该技术的特点,对传输距离比较长且视距较长和视距传输以及传输方向受限的内容进行分析。
当空气中的无线电传输出现较大损耗时,对周边的环境会带来较大的影响。
一、耦合谐振的的无线电能传输技术原理(一)磁耦合谐振原理磁耦合谐振指的是载流线圈之间经过各自磁场之后相互联系的物理现象。
在靠近磁场的区域,电磁场的能力辐射源内部和辐射的原因是周围空间周期性的流动,并不断的由内向外辐射,出现非辐射性的磁耦合的效应,并且辐射不会向外,属于非辐射性的磁耦合。
磁耦合谐振的无线电传输技术主要是利用磁耦合谐振技术来促进无线传输效率的提升,它的理论基础是磁耦合谐振,在某一个确定的频率下,两个相同的磁耦合谐振在物体之间产生了较为强烈的磁耦合,并且可以实现较好的转移。
依据电路伦理的知识运算,影响系统传输功率、传输效率的因素包含了谐振补偿电容、品质因素、谐振线圈参数和谐振频率、负载电阻等,通过谐振理论来对系统的传输效率进行计算和研究,得出影响系统传输性能的内在联系,并进行进一步的优化。
基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的分析与设计磁耦合谐振式无线电能传输技术是一种通过磁场耦合方式实现电能传输的无线电能传输技术。
与传统的无线电能传输技术相比,磁耦合谐振式无线电能传输技术具有高效率、高安全性、低辐射等优点,在很多领域有着广泛的应用前景。
本文将对磁耦合谐振式无线电能传输技术进行分析与设计。
首先,磁耦合谐振式无线电能传输技术的基本原理是通过谐振腔和共振线圈实现能量的传输。
谐振腔和共振线圈之间通过磁场耦合,实现了能量的传输。
谐振腔是发射端和接收端都必须具备的,谐振腔内的电磁场能量被传输到共振线圈中,再通过共振线圈传输到接收端。
谐振腔和共振线圈的谐振频率需要匹配,以实现高效率的能量传输。
在设计磁耦合谐振式无线电能传输系统时,首先需要确定传输的距离和传输功率的需求。
传输距离的长短决定了系统的工作频率和设计参数的选择,传输功率的需求决定了系统的功率放大器的设计。
其次,需要进行谐振腔和共振线圈的设计。
谐振腔的设计主要是确定谐振腔的形状和尺寸,以及谐振腔的谐振频率。
谐振腔的形状和尺寸可以根据实际应用场景进行选择,谐振频率需要与共振线圈的谐振频率匹配。
共振线圈的设计主要是确定线圈的匝数和长度,以及线圈的电感值。
接下来是功率放大器的设计。
功率放大器是用来提高传输功率的装置,通常采用放大器来实现。
功率放大器的设计需要考虑放大器的频率响应、增益和功率效率等参数。
由于谐振腔和共振线圈是通过磁场耦合进行能量传输的,所以功率放大器的输出需要采用谐振腔和共振线圈的输入端进行耦合。
最后是系统的控制和保护。
在实际应用中,磁耦合谐振式无线电能传输系统需要具备良好的控制和保护功能。
控制功能可以通过监测传输功率、输出电压和电流等参数实现,保护功能可以通过过流、过压和过温等方式实现。
综上所述,基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的分析与设计主要包括传输距离和功率需求的确定,谐振腔和共振线圈的设计,功率放大器的设计,以及系统的控制和保护。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计无线电能传输是一种通过电磁场传输能量的技术,已经在无线充电和电力传输等领域得到应用。
磁耦合谐振式无线电能传输系统是一种高效、稳定的无线电能传输方式,本文将详细介绍其设计。
首先,我们需要设计传输系统的基本结构。
磁耦合谐振式无线电能传输系统由两个主要部分组成:发送端和接收端。
发送端由电源、谐振电路和电磁辐射装置组成;接收端由谐振电路、整流电路和负载装置组成。
在发送端,电源提供电能给谐振电路,谐振电路通过调节谐振电容和谐振电感的数值来产生与接收端谐振频率相匹配的电磁场。
电磁辐射装置将电磁场辐射出去,以传输能量。
在接收端,谐振电路接收到发送端辐射出的电磁场,并与发送端的谐振频率相匹配。
整流电路将接收到的电磁能量转换为直流电能,供给负载装置使用。
为了实现高效的能量传输,需要对谐振电路进行精确的设计。
首先,需要通过计算确定发送端和接收端的谐振频率。
谐振频率的计算公式为:f=1/(2*π*√(LC)),其中f是谐振频率,L是谐振电感,C是谐振电容。
通过调节谐振电容的数值,可以精确控制谐振频率。
另外,谐振电路中的谐振电感可以通过螺线管或变压器等电感元件来实现。
电感元件的选择需要考虑到频率范围和能量传输效率等因素。
同时,为了增加能量传输的效率,可以采用功率放大器来提高传输功率。
功率放大器将发送端的电能转换为电磁能量,并将其放大到适合的功率水平。
为了确保安全性,还需要考虑电磁辐射的控制。
可以使用屏蔽罩或改变电磁场的辐射模式来减小电磁辐射范围。
此外,在实际应用中,还需要考虑传输距离和传输效率等因素。
在设计过程中,可以通过试验和模拟来进行优化。
总之,磁耦合谐振式无线电能传输系统是一种高效、稳定的无线电能传输方式。
通过精确设计谐振电路和选取合适的电感元件,可以实现高效能量传输。
同时,需注意对电磁辐射的控制,以确保系统的安全性。
磁耦合谐振式无线电能传输技术新进展一、本文概述无线电能传输技术,特别是磁耦合谐振式无线电能传输技术,近年来在科研领域和工业界引起了广泛的关注。
这种技术利用磁场共振原理,实现了电能的高效、安全、无接触传输,为众多应用场景提供了全新的可能性。
本文旨在综述磁耦合谐振式无线电能传输技术的最新进展,包括其基本原理、系统构成、性能优化以及在实际应用中的挑战与前景。
我们将从多个维度对这项技术的最新研究成果进行深入剖析,以期为读者提供一个全面而深入的理解。
本文还将探讨该领域的研究热点和未来发展趋势,以期为推动磁耦合谐振式无线电能传输技术的进一步发展和应用提供参考。
二、磁耦合谐振式无线电能传输技术原理磁耦合谐振式无线电能传输技术,又称为磁共振无线电能传输或磁谐振无线电能传输,是一种基于磁场耦合和谐振原理实现电能无线传输的技术。
其基本原理可以追溯到19世纪末的电磁感应定律和麦克斯韦的电磁场理论。
磁耦合谐振式无线电能传输系统主要由发送端(发射器)和接收端(接收器)两部分组成。
发射器通常包含一个高频交流电源、一个谐振线圈以及相应的调谐和匹配电路。
接收器则包括一个谐振线圈、整流器以及负载。
当发射器的高频交流电源驱动其谐振线圈时,会在其周围产生交变磁场。
若接收器的谐振线圈与发射器的谐振线圈具有相近的谐振频率,则会在接收器的谐振线圈中产生感应电动势,进而实现电能的无线传输。
该技术的关键在于谐振线圈的设计和调谐。
通过优化线圈的形状、尺寸、材料以及调谐电路的设计,可以实现高效的能量传输和较低的能量损耗。
为了避免电磁干扰和能量泄露,通常还需要在系统的设计和实施中考虑电磁屏蔽和防护措施。
磁耦合谐振式无线电能传输技术具有传输距离适中、传输效率高、对环境影响小等优点,因此在无线充电、电动汽车、智能家居等领域具有广泛的应用前景。
随着研究的深入和技术的成熟,该技术有望在更多领域实现突破和应用。
三、磁耦合谐振式无线电能传输技术的优势与挑战磁耦合谐振式无线电能传输技术作为一种新兴的无线能量传输方式,具有许多显著的优势,同时也面临着一些挑战。
磁耦合谐振式动态无线电能传输系统研究磁耦合谐振式动态无线电能传输系统研究近年来,随着移动设备的普及和无线电能技术的发展,动态无线电能传输系统逐渐成为研究的热点之一。
磁耦合谐振式动态无线电能传输系统作为其中一种技术,具有较高的传输效率和便利性,在许多应用领域具有广阔的前景。
本文就磁耦合谐振式动态无线电能传输系统的原理、技术特点以及研究进展进行综述和分析。
磁耦合谐振式动态无线电能传输系统是利用谐振的电磁感应原理,通过将能量源和能量接收器之间的耦合电路进行谐振,实现高效的无线能量传输。
系统由能量源、能量接收器和磁耦合谐振电路组成。
能量源是无线电能传输系统的核心,一般采用高频信号发生器和功率放大器。
高频信号发生器会产生一定频率的电信号,并通过功率放大器将其放大,以提供足够的能量传输到能量接收器。
能量接收器则是接收能量源传输的电能,并将其转化为所需要的直流电能供给电子设备。
能量接收器一般由谐振电路、整流电路以及负载组成。
谐振电路起到与能量源进行耦合的作用,通过更好地匹配谐振频率,提高能量传输的效率。
整流电路则将接收到的交流电转化为直流电,并通过稳压电路提供稳定的直流电能给负载使用。
磁耦合谐振电路作为传输系统的关键组成部分,可以实现高效的电能传输。
磁耦合谐振电路主要由线圈和电容器组成。
线圈部分包括送电线圈和接电线圈,通过线圈间的磁耦合实现能量的传输。
电容器则用于实现谐振频率的匹配,提高能量传输效率。
磁耦合谐振式动态无线电能传输系统具有许多优点。
首先,由于采用了谐振电路,能够实现较高的能量传输效率。
其次,传输过程中可以实现相对较远的距离,不受物体遮挡的影响。
与传统的电线传输相比,具有更大的灵活性和便利性。
此外,传输的能量可以根据需求进行调整,使能量传输更加智能化。
目前,磁耦合谐振式动态无线电能传输系统在多个领域均有应用。
在医疗领域,可以用于医疗设备的无线充电,提高患者的使用便利性。
在工业领域,可以用于机器人、传感器等设备的供电,减少供电线路的使用,提高工作效率。
基于“磁耦合共振”的无线供电系统队长:史俊波队员:倪杰朱爽李蔚电气与电子工程学院摘要:在电子科技技术高速发展的今天,全球范围内的手机用户数量已经达到了33 亿,再加上MP3、MP4等其他周边电子产品,平均不到2人就拥有一个需要充电的便携式电子产品。
目前便携式电子设备进行充电主要采用的是一端连接交流电源,另一端连接便携式电子设备充电电池的传统充电方式。
这种充电方式数据线接口用久了通常会有接触不良等现象,而且单个充电器适应面不广,因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器,充电时还要寻找合适的插口和接线,费时费力,各种便携式电子产品的充电是一件令人头痛的麻烦事。
为了改良上面的现象,研发智能无线充电器是很有必要的。
非接触式感应充电器在上个世纪末期诞生.凭借其携带方便、成本低、无需布线等优势迅速受到各界关注。
本文是介绍基于STC89C52为核心控制器的无线充电系统。
整个系统可以分为七个部分:电源,主控芯片,红外,正弦振荡电路,驱动放大电路,发射线圈,接收线圈。
本设计是一种简单实用的基于磁耦合无线充电器,通过线圈将电能以无线方式传输给电池。
只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电。
实验证明.虽然该系统还不能充电于无形之中.但已能做到将多个电器放置于同一充电平台上同时充电,免去接线的烦恼。
关键词:电子产品,磁耦合,无线充电Abstract: In the electronic science and technology rapid development today, the whole ball within the scope of the mobile phone users number has reached 3.3 billion, plus MP3, MP4 and other neighboring electric product of the latter, the average less than two people will have a need to recharge portable electronic products. At present portable electronics to charge the main use is end connect ac power, the other end connection portable electronic equipment rechargeable batteries and the traditional charging ways. This kind of charging mode data cable joint mouth with long will usually have bad contact wait for a phenomenon, and a single charger to adapt to the surface not wide, because of different type electric son products need to use a different charger, charge also want to find the right jack and rationalize connection, true it may be said fee when effort; All kinds of portable electronic products charge is a A headache problem. In order to improve the above we like, research and development of intelligent wireless charger is very necessary. Non-contact induction charger in the last century was born. With its easy to carry, low cost, no wiring etc advantages quickly by the attention from all walks of life. Hence, to realize wireless charging, the energy transmission efficiency is high, easy to carry become one of research directions in charging system.This paper is based on STC89C52 as the core controller wireless charging system. The whole system can be divided into seven parts: power supply, master control chip, infrared, sinusoidal oscillation circuit, drive amplifying circuit, emission coil, receive coil. This design is a kind of simple and practical based on magnetic coupling wireless transfer can charger, through the coil will power to wireless transmission to the battery. Just put battery and receiving equipment on the charging platform can carry on the charge. Experiments prove. Although this system also can't charging in aeriform in, but already can do more than will be placed in the same electrical charging platform at the same time, the charging, avoid the trouble of connection.Keywords: electronic products, magnetic coupling, wireless charging1硬件系统设计1.1器件选择本无线充电系统的设计是用线圈耦合方式传递能量,使接收单元接收到足够的电能,以保证后续电路能量的供给。