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一种频率和功率可调的固态微波功率源
无线能量传输 微波功率源 功率检测 反馈调节
2023/11/30
现有大功率无线能量传输系统多采用磁控管作为射频源,虽输出功率高,但带宽较窄且质量重,不利于系统集成,为此设计了一套功率和频率可调的固态微波功率源。该微波功率源采用具有宽带特性的放大器件和反馈调节方式,获得了较宽的带宽和输出功率动态范围。系统集成在28 cm×19 cm×10 cm的机箱中,具有体积小、可靠性高、散热性能良好和重量轻等优点,在无线能量传输/环境射频能量收集(模拟环境中射频能量产生设备...
基于分时工作原理,提出了一种空间占用率低、控制简单的主从MA(main-auxiliary)协同式接收线圈,可以有效提高动态无线充电DWC(dynamic wireless charging)系统的抗错位能力。首先,设计了MA线圈的结构和电路拓扑,两个从线圈(A线圈)反向串联,对称分布在主线圈(M线圈)的两侧。其次,基于分时工作原理计算了MA线圈在侧移方向(y方向)上的输出性能,A线圈仅在发生侧移...
移动中继双向无线充电系统拓扑结构设计
移动中继电源 无线充电 双向拓扑结构 功率变换
2023/11/30
移动中继无线充电系统可实现其与地面端电源和负载间的双向无线电能传输,使电能存储和充电更具便携性和灵活性,易于实现电工装备的无人化与智能化。作为新型无线充电系统,移动中继无线充电装置设计的重点和难点之一是电能的双向变换,因此提出针对移动中继双向无线充电的功率变换新型拓扑结构,设计具体参数,并进行仿真和实验验证。建立双向无线充电系统仿真模型,对不同互感、负载、输出功率下的系统进行仿真研究,并搭建了10...
针对水平偏移与电池充电时输出功率可控性较弱的问题,提出一种可重构无线充电系统WCS(wireless charging system)。通过合理地切换传能通道,实现互感与负载较宽范围变化时恒流/恒压充电和全桥逆变器软开关ZVS(zero voltage switching)状态。首先,分析系统电路拓扑,推导系统参数与充电电流/电压、ZVS状态之间关系式,据此阐释系统重构与功率可控的合理性;其次,构...
部分元等效电路理论在无线电能传输系统中的应用研究
无线电能传输 部分元等效电路 有限元 线圈参数
2023/11/30
磁耦合谐振式无线电能传输技术凭借其传输距离远、传输效率高等优势逐渐成为了无线电能传输方面研究的热点,而磁耦合谐振系统的设计和优化依赖于准确的参数计算和系统性能计算。针对这一问题提出采用部分元等效电路PEEC(partial element equivalent circuit)法进行计算。首先介绍了PEEC的基本理论以及部分参数的计算方法,然后建立耦合线圈的部分元等效电路模型,对平面矩形螺旋线圈的...
无线电能传输技术是解决水下设备续航问题的有效手段,但无线电能传输技术在水下应用时会受到海洋环境的影响。针对水下磁耦合式无线电能传输MCR-WPT(magnetically-coupled resonant wireless power transfer)系统,论述了磁耦合式无线电能传输系统的系统组成,建立了水下磁耦合式无线电能传输系统电路模型,并对海洋环境中产生的涡流损耗进行了定量分析。根据海洋环...
野外陆战环境下无人平台进行无线充电时,发射端和接收端耦合线圈的偏移和偏转会导致耦合线圈互感变化较大,为了解决这一问题,需要对无人平台无线充电时使用的耦合线圈进行特殊的结构设计。首先分析野外陆战环境下无线充电的战技指标,为实现螺线管SP(solenoid pad)型线圈和DD(double-D)型线圈的优势互补,设计满足野外陆战环境无线充电的高适应性的耦合线圈,提出了一种SP-DDP双层组合线圈(d...
SS型PT对称磁耦合无线电能传输系统特性分析
无线电能传输 磁耦合 宇称时间对称 特性分析
2023/11/30
为深入分析PT对称系统的电路特性,给实际系统设计提供理论准则,基于电路理论,从系统的工作原理出发对系统进行建模,证实了PT对称系统的工作机制实质为实本征态机制,并给出了系统结构以及运行模式和系统参数之间的数学关系,为实际系统的设计提供了参数准则。在此基础上,对比分析了不同实本征态的阻抗特性及能效特性,为实际系统的工作模式选取提供了理论依据。
同轴旋转型MC-WPT系统电能与信号并行传输方法
无线电能传输 电能与信号 并行传输 同轴旋转型
2023/11/30
针对同轴旋转型MC-WPT系统,提出一种基于同轴环形六绕组耦合机构的电能与信号并行传输方法。首先,建立六绕组耦合机构数学模型,给出电能与信号传输通道间的交叉耦合参数表达式。其次,结合有限元仿真,分析各绕组相对位置关系与电能与信号通道交叉耦合之间的关系,并在此基础上给出通道间实现解耦的条件。随后,分析并设计系统电能传输部分的补偿网络参数与特性,给出信号传输部分的信号发射与接收电路结构。
基于中继线圈的电动汽车静态无线充电系统抗偏移性能提升研究
无线电能传输 中继线圈 抗偏移能力
2023/11/30
横向偏移问题是无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统在电动汽车领域的应用中面临的主要难题。为提升电动汽车静态无线充电系统抗偏移性能,提出一种基于中继线圈切换的WPT系统。首先,建立了两线圈结构与三线圈结构WPT系统数学模型。其次,研究了两线圈结构与三线圈结构WPT系统抗偏移性能,通过结合两线圈结构与三线圈结构的优势,提高系统整体抗偏移能力。最后,搭建样机进行实验验...
针对负载和耦合系数均有可能大范围变化的实际工况,提出一种新型的基于铁磁谐振的非线性无线电能传输拓扑结构。首先,使用杜芬方程和相量分析法对工作原理进行定性分析;其次,使用有限元电路仿真软件对上述原理进行数值验证计算;最后,搭建了功率可达566 W、效率可达93.5%的非线性拓扑无线电能传输系统原型。实验结果表明,在次级稳压输出200 V的条件下,提出的非线性LCC-LCC拓扑能够适应耦合系数从0.1...
3FSK能量调制式无线功率与信息同步传输技术
无线功率与信息同步传输 LCC 3FSK 谐振
2023/11/30
针对无线功率与信息同步传输SWPIT(simultaneous wireless power and information transfer)技术中出现的共享通道传输可用谐振频率少,无法保证载波传输效率的问题,提出了一种基于双LCC电路实现3FSK调制的三频谐振的SWPIT技术。相较于传统的2FSK调制电路,所提电路优势在于:采用三谐振频带,系统载波均使用谐振频率,避免了对系统谐振频率的利用率低...
针对电动汽车车载无线充电磁耦合器体积和重量大、铁氧体易碎裂的问题,提出了一种由铁氧体磁片、纳米晶带材及铝箔构成的复合屏蔽层磁耦合器。通过Maxwell分别对铁氧体和四种纳米晶磁芯的性能进行分析和比较,在机器学习得出磁耦合器最优磁芯结构的基础上,优化设计了复合屏蔽层结构及各部分材料构成比例,与传统铁氧体磁片和铝板构成的磁耦合器相比,所提出的复合屏蔽层磁耦合器在减小了体积和重量的同时,互感和耦合系数分...
目前,磁耦合谐振式无线电能传输MCR-WPT(magnetic coupling resonance-wireless power transmission)的研究主要集中在单发射多负载静止和单发射单负载转动2种形式。通过对单发射低速转动多负载状态下的系统进行研究,建立单发射多负载系统并进行理论分析,使用COMSOL对静止状态下多负载接收线圈进行仿真,设置静止状态与旋转状态作对比实验,分析接收端转...
成功实现对铜箔的超高效防腐 研究揭示铜上双层石墨烯的双面各异掺杂机制（图）
石墨烯 松山湖材料实验室 北京大学
2023/11/22
松山湖材料实验室-北京大学教授刘开辉与合作者研究揭示了铜上双层石墨烯的双面各异掺杂机制，解决了原子级石墨烯防腐技术易受界面扩散和电化学腐蚀侵害的难题，成功实现了对铜箔的超高效防腐。近日，相关成果在线发表于《自然-通讯》。