近些年人们对磁耦合谐振式无线充电电能传输的研究相当火热，传统的电路拓扑结构的研究已经相当地完善，本文基于较为新颖的LCC-P电路拓扑结构展开研究，依据电路相关理论推导出了系统传输效率的表达式。通过ANSYS Maxwell仿真软件，建立了线圈模型，分析了线圈参数，再将模型导入ANSYS Simplorer仿真软件，对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行联合仿真。结果表明：电能传输效率随着负载的增大而减小；随着发射端串联谐振电感的增大而增大，且变化趋势较明显。仿真实验验证了理论的正确性。

针对传统接触式供电模式的不足，设计了一种小功率磁耦合谐振式无线供电系统，以此研究该系统的传输特性。主要利用电路耦合理论，建立系统的等效电路模型，并借助MATLAB仿真分析系统参数对传输特性的影响，包括谐振频率、负载阻值和耦合系数，最终搭建了小功率无线供电系统试验平台，对系统的传输特性进行了试验验证。传输特性试验结果与MATLAB仿真分析结果具有较高的吻合度，表明设计的小功率磁耦合谐振式无线供电系统能够进行良好的无线能量传输，同时也为小功率无线充电设备的发展提供新思路。

针对在磁耦合谐振式无线输电系统中发射线圈和接收线圈之间发生平行不共轴的水平侧移问题,分别采用互感耦合理论和二端口网络理论对其进行建模分析,并通过数学推导得出用s参数表示的归一化功率和传输效率表达式。运用HFSS软件仿真了系统在过耦合、临界耦合和欠耦合状态下,水平侧移量对系统传输性能的影响;提出一种用于改善系统的优化结构。最后,通过实验验证了仿真结果,并验证所提出的优化结构可有效消除侧移所带来的负面影响,改善系统传输效率。

为研究负载对无线电能传输系统传输性能的影响,建立了基于磁耦合谐振的无线电能传输系统的电路模型,利用电路耦合理论推导出在不同距离上为抑制频率分裂现象所需的最小负载以及当接收功率最大时的最佳匹配负载计算模型,且最佳匹配负载总是大于最小负载。仿真结果表明,对于不同的耦合系数,增大负载可以抑制频率分裂现象的出现;当接收功率达到最大值时,最佳匹配负载会因耦合系数的不同而改变,且总会有一个最佳匹配负载与之对应。这一结论为无线电能传输系统的负载选择提供了理论指导。

射频模拟电路教学课件：第一章 简单串、并联谐振回路与双调谐耦合谐振回路.ppt

射频模拟电路教学课件：第一章 简单串、并联谐振回路与双调谐耦合谐振回路.ppt

分析了4种磁耦合谐振式无线电能传输拓扑结构模型的输出功率、传输效率与频率、负载、距离的关系,得出结论:发射线圈电感电容串联、接收线圈电感电容并联的拓扑结构更适用于低频率、大负载、远距离的情况;发射线圈和接收线圈电感电容均串联的拓扑结构更适用于较近距离、较高频率、较小负载的情况。通过Matlab仿真得出在相同参数下4种拓扑结构模型的输出电压、电流波形,验证了理论分析的正确性。

为了进一步揭示磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统频率分裂现象的物理原理,并建立一套使得系统工作在最大传输功率状态的工作准则,提出了一套建模分析方法。首先根据基尔霍夫电压定律对MCR-WPT系统进行了时域建模,并通过矩阵计算得到了传输功率的解析表达式。然后基于振动理论,分析了传输功率的频率分裂现象,阐述并推导了系统的几个关键参数:系统固有频率、电路固有频率和共振频率。接着深入分析了系统固有频率和电路固有频率之间的关系,进一步揭示了频率分裂及系统共振的物理原理。最后,通过实验验证了该理论的有效性和正确性。

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本文介绍了磁耦合谐振式无线电能传输技术的工作原理、基本结构，并且提出了几种提高效率的方法。设计了一种基于磁耦合谐振的无线充电实验装置，并试图在各模块优化的情况下，统筹各部分关系，使系统整体工作在最佳状态。主电路采用全桥逆变电路，控制电路采用PWM+PLL电路，谐振频率为76 kHz，实验证明效率可达90%以上。