DC-DC型磁諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、磁諧振無線電能傳輸技術(shù)（Magnetically-CoupledResonantWirelessPowerTransfer，MCR-WPT）以其傳輸距離遠、傳輸功率大、傳輸效率高等優(yōu)點，在中小功率場合具有廣闊的應用前景。直流性負載廣泛存在于低壓配電系統(tǒng)中，為此本文有針對性地開展了整流橋負載MCR-WPT系統(tǒng)的建模以及傳輸特性分析，同時本文還關注了高效DC/DC型磁諧振無線供電系統(tǒng)的分析與設計。論文旨在為MCR-WPT驅(qū)動小功率直流性負載

2、的應用提供理論支持和技術(shù)解決方案。本文完成的主要工作及成果如下：
　　首先，提出了一種MCR-WPT驅(qū)動整流橋負載的建模分析方法。低壓配電終端多為直流性負載，目前對整流橋接純電阻負載的建模方式多為直接等效成純電阻，研究結(jié)果難以確切反映整流橋負載對MCR-WPT系統(tǒng)傳輸特性的影響。為此本文建立了整流橋純電阻負載的等效穩(wěn)態(tài)電路模型，進而導出了MCR-WPT驅(qū)動整流橋純電阻負載系統(tǒng)的傳輸特性，指出了與純電阻負載的關鍵區(qū)別在于隨著距離變化

3、效率出現(xiàn)極值的結(jié)論。本部分所提的整流橋負載建模分析方法可以為MCR-WPT驅(qū)動小功率直流性負載的具體應用提供理論支持。
　　其次，在上述建模分析的基礎上，探討了在保證LED額定功率的情況下，不同陣列組合方式對MCR-WPT傳輸系統(tǒng)特性的影響。LED作為新一代綠色光源廣泛應用于照明系統(tǒng)中，對其無線驅(qū)動將成為必然趨勢，但是LED的動態(tài)模型十分復雜不易構(gòu)建，對其無線驅(qū)動設計也尚有不足。為此本文首先對LED電氣特性進行線性化近似處理得到其

4、近似穩(wěn)態(tài)模型，在此基礎上，分析了LED陣列對系統(tǒng)傳輸距離和效率的影響，比較直觀地確定了在滿足額定功率下可能存在的LED燈組合方式和對應的傳輸距離和效率。該部分研究內(nèi)容提供了一個在不添加額外設備的情況下，對傳輸特性進行調(diào)整的方案，為實際系統(tǒng)的設計提供參考和借鑒。
　　另外，為提高DC/DC型MCR-WPT系統(tǒng)的整體效率，提出一種基于MCR-WPT系統(tǒng)的E2類DC/DC變換器拓撲。目前對于磁諧振無線電能傳輸系統(tǒng)中功率轉(zhuǎn)化模塊的設計難以