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。

介绍了一种以电感电容并联谐振（以下简称LC并联谐振）电路为核心的磁耦合谐振式无线电能传输装置的设计并对装置进行了测试及结果分析。装置由发射和接收两部分构成，发射部分由LC并联谐振回路和驱动电路组成；接收部分将线圈电磁感应产生的正弦波经过整流和滤波后输出直流电压。测试结果为：当两线圈间距为10 cm时能够达到34％的最大传输效率；当输入回路电流不大于1 A且保证负载LED灯不灭时，两线圈最大间距为52 cm。

该装置为无线电能传输系统。随着无线电充电技术的快速发展和生活推广，同时也在一些特殊的场合中发挥着特殊作用。该装置采用磁耦合谐振式无线电能传输方式，发射端采用mos管，电感电容的搭建，实现3点式正弦波振荡，把电压放大的同时通过线圈辐射电能。该系统采用12vDC，1000ma适配器为输入电源，通过发射模块和发射线圈，电能转化为磁能，后经过接收线圈和接收模块，点亮多盏LED灯。需要注意的是当接收线圈靠近发射线圈时，接收端的交流电的峰值会变大，从而反向击穿LED灯。作者制作的装置可在35-55CM处点亮1盏LED灯，在10-20CM处可点亮4盏LED灯。同时测试该装置效率时，在线圈相距10cm处，接收端串联20欧姆的纯负载。测试数据为适配器输入 电压为12.20V，电流为0.91A，输入功率为11.102W；示波器接收端交流电压输出峰值16V，即接收端功率为6.39W，效率为57.61% 。 附件内容包括:接收部分和发射部分原理图及PCB、参考文档。 无线电能传输接收原理图截图: 无线电能传输发射原理图截图:

针对线圈间距是衡量无线电能传输距离的关键指标，研究了线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响。建立了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统模型和PCB平面螺旋线圈模型，通过Matlab仿真分析源线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈之间的距离对系统传输效率和输出电压的影响，并搭建实验平台对仿真结果进行了验证。结果表明，线圈间距对系统传输效率有显著影响，系统输出的负载电压随着发射线圈和接收线圈间距d23、源线圈和发射线圈间距d12的增大呈现先增大后减小的规律，选择合适的d23和d12可使系统输出电压达到最大值，而源线圈和发射线圈间距d34的增加则使得输出电压逐渐减小。因此，在系统设计中应尽可能使接收线圈和负载线圈靠近。

磁耦合谐振式无线电能传输规律及参数优化的探索

磁耦合谐振式无线电能传输技术具有传输距离中等、传输效率高、能穿过非磁导性障碍物传输电能 等优点，使其有望取代电池为物联网中的传感器节点无线供电。本文通过研究磁耦合谐振式无线电能传 输机理，构建了传输系统的集总参数电路模型，对各模型参数进行了理论计算，并根据模型对不同传输距 离下系统的传输效率与负载功率进行了分析，得出了不同耦合状态下系统获得最大负载功率的条件

建立了磁耦合谐振式无线电能传输系统的电路模型,分析了传输功率、传输效率与输入频率、传输距离、负载之间的关系。仿真和实验结果表明:在不出现频率偏移的情况下,当系统输入频率与激励线圈回路的谐振频率相同时,传输功率和传输效率达到最大;随着传输距离的增大,传输功率先增大后减小,存在最佳的传输距离使得传输功率最大,而传输距离越小则传输效率越高;随着负载的增大,传输功率和传输效率先增大后减小,存在最佳的匹配负载使得传输功率和传输效率最大。

研究了基于距离检测的自适应磁耦合谐振无线电能传输系统。首先采用耦合模理论分析磁耦合谐振无线电能传输系统的传输特性。随后运用ADS仿真软件和负载牵引技术设计制作E类功率放大器。然后利用PCB印制平面螺旋电感构造高品质因数、高集成度谐振体。针对频率分裂现象，采用超声波传感器进行传输距离检测，基于专家控制算法提出频率自适应调节方案以提高传输效率。最后采用FPGA处理器和直接数字频率合成技术实现动态频率调节。实验结果表明在频率分裂距离内，相对于固定频率，提出方案明显提高了传输效率。

磁耦合谐振式无线电能传输基本原理是两个具有相同谐振频率的物体间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换很微弱。能量接收器与发射源采用具有相同谐振频率的感应线圈，发射源由振荡电路激发感应线圈产生交变磁场，当具有相同谐振频率的接收端感应线圈进入磁场时，在接受绕组上产生磁谐振，在接受装置中不断聚集能量，提供给负载使用，从而实现能量传递。

通过仿真，在不同激励信号作用下，分析磁耦合谐振系统串联谐振和并联谐振的特性，分析不同阻尼比对于谐振系统能量衰减和起振速度的影响，从而确定系统的谐振方式。