基于SP+BUCK負(fù)載放大的無(wú)線充電電路系統(tǒng).pdf

1、無(wú)線充電技術(shù)的學(xué)名又叫做無(wú)線電能傳輸，其原理非常類似于變壓器，都是通過(guò)振蕩源產(chǎn)生一個(gè)交變電流通過(guò)初級(jí)線圈，在初級(jí)線圈上感應(yīng)出一個(gè)交變電磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)能源的傳輸。
　　但是相較于變壓器通過(guò)磁芯來(lái)傳導(dǎo)電磁能形成的高耦合度，無(wú)線充電的傳導(dǎo)路徑為空氣，這使得無(wú)線充電線圈之間的耦合度大大低于變壓器，這也是直接導(dǎo)致無(wú)線充電傳輸距離短以及效率低的最大瓶頸所在，而現(xiàn)階段無(wú)線充電克服低耦合度主要辦法就是在發(fā)射線圈和接收線圈

2、各連接一個(gè)諧振電容來(lái)改善無(wú)線傳輸?shù)木嚯x與效率。無(wú)線充電技術(shù)主要是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞能量，影響無(wú)線充電效率的因素有很多，但不論是何種無(wú)線充電電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，效率的高低又以發(fā)射頻率、線圈耦合度、負(fù)載、所需能量的大小為主要的影響因素，現(xiàn)階段還沒(méi)有一個(gè)很好的理論模型去解釋無(wú)線充電的各項(xiàng)參數(shù)。
　　目前無(wú)線充電行業(yè)的主流標(biāo)準(zhǔn)是WPC聯(lián)盟主導(dǎo)的QI標(biāo)準(zhǔn)。QI標(biāo)準(zhǔn)是全球首個(gè)無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)化組織，該標(biāo)準(zhǔn)也是所有標(biāo)準(zhǔn)中推廣最為廣泛，市場(chǎng)應(yīng)用最多的標(biāo)準(zhǔn)，市

3、場(chǎng)上主要產(chǎn)品都是基于QI標(biāo)準(zhǔn)。QI標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行頻率范圍為110Khz到205Khz之間，該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射端與接收端采用的是兩個(gè)處于同一諧振頻率的串聯(lián)諧振電路。該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的無(wú)線傳輸距離一旦超過(guò)5mm，傳輸效率將會(huì)極急劇下降；同時(shí)，在傳輸距離5mm以內(nèi)的范圍，若傳輸功率低于2W,傳輸?shù)男室餐瑯訒?huì)急劇下降。這兩個(gè)主要缺陷限制了該技術(shù)，一般只能應(yīng)用于2W到5W之間、傳輸距離小于5mm的應(yīng)用。
　　本文是針對(duì)現(xiàn)在無(wú)線充電電路存在的問(wèn)題，提出了一

4、種SP+BUCK電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是一種能有效提高無(wú)線充電傳輸距離以及提高低功率下傳輸效率的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)利用了BUCK電路的阻抗放大作用，提高了SP電路的負(fù)載電阻，從而提高了接收端在發(fā)射端的反射阻抗，實(shí)現(xiàn)了在低耦合下也能有較高的系統(tǒng)能量傳輸效率。若此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用在QI標(biāo)準(zhǔn)下，則在傳輸功率小于2W，傳輸距離5mm以內(nèi)，系統(tǒng)平均傳輸效率能保持在70％以上；當(dāng)傳輸距離為20mm的時(shí)候，系統(tǒng)傳輸效率為60%左右，當(dāng)傳輸距離為30mm時(shí)