磁耦合谐振式无线能量传输距离特性及其实验装置研究

磁耦合谐振式无线能量传输技术作为一种新兴无线能量传输技术,不仅传输距离能达到米级范围,而且还能穿透障碍物,而无线能量传输的距离一直是制约无线充电技术发展的一个瓶颈,对该技术及其距离特性进行研究,提高该技术的能量传输距离,将对无线充电技术的发展具有重大意义。 本文主要是对磁耦合谐振式无线能量传输距离特性进行了研究。 (1)通过对比实验方法,研究了发射线圈和接收线圈参数相同时,传输距离与频率、线圈线径、直径、电感、电容之间的关系,以及发射线圈与接收线圈参数不同时,传输距离与接收线圈直径的关系。 (2)通过对传输距离特性的分析,提出了三种提高传输距离的方法:加入增强器、提高电源电压、多股导线并联单匝线圈,其中深入研究了增强器对传输距离的影响,对提高电源电压与多股导线并联单匝线圈对传输距离的影响也做了相应的实验分析,经实验证实,这三种方法都可有效的提高能量传输距离。 本文通过对磁耦合谐振式无线能量传输机理的分析,设计了驱动发射线圈硬件电路,搭建了磁耦合谐振式无线能量传输实验装置,该装置包括开关驱动电路、方波发生电路、谐振发射电路、增强器、谐振接收电路;并详细介绍了该实验装置各组成部分的作用。 本研究的能量传输距离已达到1.36m,可点亮40W灯泡。