基于磁共振的无线充电系统的研究与设计

“厦门大学” 2017

方少荣

【摘要】: 随着社会的飞速发展，能源短缺，环境污染和气候变化等问题越来越严重. 这些问题严重影响着人类的生产和生活. 新能源汽车的出现大大改善了目前的状况，新能源汽车的发展已成为缓解能源危机和环境污染的有效战略无线充电磁共振，并得到了各国政府的大力支持. 目前，新能源汽车普遍采用传统的接触充电方式，适应性差，易产生火花. 近年来出现的无线充电技术不仅克服了这些缺点，而且具有不受气候条件限制和较低的人工管理成本的优点，具有广阔的应用前景. 基于无线能量传输技术的理论研究，设计并实现了一套用于小型电动汽车的磁共振无线充电系统. 首先，完成了详细的电路理论推导，并使用PSPICE对仿真进行了验证. 其次，针对锂电池无线充电系统设计了系统框架，将系统分为无线能量传输子系统和无线充电控制子系统. 系统的硬件部分完成了系统铁芯松耦合变压器的优化设计和一系列电路原理图设计，然后完成了PCB板的生产和调试. 软件部分完成了原始副端采集，通信和控制程序的设计和调试. 最后，为了测试系统的性能，构建了无线充电测试环境. 测试了系统一次侧和二次侧的关键波形，辅助电源输出，采集反馈模块，并完成了锂电池的无线充电实验. 测试表明，无线充电系统的电路设计符合设计要求，每个硬件模块可以长期可靠安全地工作，系统软件运行稳定，一次，二次通信畅通，系统达到预期的功能. 经过测试，在18cm的空气距离下，系统的最大输出功率超过120W. 在大多数情况下，充电过程中的系统效率始终保持在83％左右，最大充电效率达到84.1％. 将来无线充电磁共振，无线充电可能会取代传统的接触式充电. 下一步可以是对系统优化，提高安全性和降低成本的深入研究.

[学位授予单位]: 厦门大学

[学位]: 硕士

[学位奖]: 2017

[分类号]: TM910.6

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