一种混合电磁耦合无线电能传输优化设计方法技术

本发明专利技术涉及一种混合电磁耦合无线电能传输优化设计方法。把铜环分成两部分，一部分为加在线圈内部铜盘，剩余部分为加在线圈外侧的铜环。线圈内/外侧加的铜盘/铜环与线圈保持适当距离不接触的前提下，放置在线圈内/外部。线圈内侧的铜盘和外侧的铜环分成上下两部分，上下两部分之间分别留有空隙。线圈的外开端和内开端分别通过两根连接线与内铜盘、外铜环连接。以线圈中间的两个开端作为激励端口，并连接到同轴电缆的内部和接地。本发明专利技术铜环与线圈处于同一平面，充分利用了线圈内侧的面积；线圈内外开端分别要与内铜盘和外铜环相连，输出功率的稳定性更好，整体面积更小；抑制频率分裂效果和较近距离下传输效率好。裂效果和较近距离下传输效率好。裂效果和较近距离下传输效率好。

【技术实现步骤摘要】
一种混合电磁耦合无线电能传输优化设计方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，涉及一种混合电磁耦合无线电能传输优化设计方法。

技术介绍

[0002]近年来，在植入生物医学设备、移动电子、等领域，基于磁耦合的无线功率传输系统引起了广泛关注。但是人们也发现在利用磁耦合谐振输功率的时候，想要实现最大的功率传输只能让发射机和接收机处于特定的距离上才能实现。当线圈之间距离变小时，磁耦合增大，谐振频率会分裂，导致原始频率的输出功率下降。根据电耦合系数和磁耦合系数的失相特性，在距离变化的情况下，磁耦合强度的变化可以被电耦合强度的变化所抵消，这样，在发射机和接收机之间距离较近的情况下，可以避免磁耦合过强，抑制频率分裂，从而可以实现稳定的输出功率。
[0003]近年来有学者提出采取自适应频率跟踪方法来改变强耦合区域的工作频率，或者使用可切换的配置来抑制频率分裂，例如可切换的电容阵列，然而采用额外的频率控制电路或额外的调谐电路都会使系统复杂化。于是有学者提出采用混合耦合方式来进行功率传输如图1和2所示，这种方式虽然可以在避免系统复杂化的前提下，实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合电磁耦合无线电能传输优化设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤一：根据使用场景和线圈的自谐振频率f
st
确定所需要的线圈大小，包括线圈的匝数n，每匝之间的距离p，线圈的内径r，线圈的外径R，导线半径dr；线圈的自谐振频率f
st
，该线圈同时应用于接受端和发送端；步骤二：由于步骤一得到数据为近似值，在确定线圈相关参数后，通过实际测量得到更加准确的线圈的自谐振频率f
st
；步骤三：混合耦合方式抑制频率分裂的所需要的铜环的宽度w和步骤二测得的线圈自谐振频率f
st
以及线圈和铜环谐振系统的谐振频率f的关系如下：公式中f
st
是线圈的自谐振频率，w是混合耦合方式所需要的加在线圈外侧的铜环的宽度，铜环的内径是线圈的外径R，铜环的外径是R+w，计算铜环的面积：S＝π((R+w)^2
‑
R^2)；线圈和铜环之间不接触，dr是导线的半径，2...

【专利技术属性】
技术研发人员：程瑜华，周金梅，王高峰，李文钧，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：