无线电能传输系统中影响传输功率和效率的因素分析
2012-07-02杨庆新陈海燕
电工电能新技术 2012年3期
李 阳,杨庆新,陈海燕,闫 卓,张 献,薛 明
(1.河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建实验室,天津300130;2.天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室,天津300387;3.中国电工技术学会,北京100823)
1 引言
摆脱有形介质的束缚,实现电能的无线传输是电能传输与接入的一种革命性进步,也是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术始于1889年的美籍克罗地亚裔物理学家特斯拉的研究[1],多年来国内外的科学家执着地开展了很多探索研究工作,但进展缓慢[2-4]。近几年,电磁耦合谐振式无线能量传输技术作为一种新兴的无线能量传输技术迅速发展起来,并在无线能量传输领域引起巨大的反响,使无线能量传输技术成为国内外学者研究的又一热点问题。该技术思路最早是由MIT于2006年11月在美国AIP工业物理论坛上提出[5],并于2007年进行了基本的实验验证[6],并在《Science》杂志上发表题为《Wireless Power Transfer Via Strongly Coupled Magnetic Resonances》的文章。文章中指出该技术不仅能在几米的距离传输能量,而且可以穿越木板、塑料、墙壁等障碍,在一定的距离传输较大的功率。
目前国内外在电磁耦合谐振式无线电能传输方面进行研究还处于起步阶段,主要是功率、效率的分析和小功率的实验验证[7-8]。目前关于阻抗匹配方面的研究工作主要有:文献[9]分析了传输距离的变化会改变谐振频率,提出了利用阻抗匹配的方法保持谐振频率的方法。文献[10]针对2.4GHz的目标频率,为提高交流(高频)到直流的转换效率提出了在微波天线和整流桥之间、整流桥与负载进行阻抗匹配的设计方法。……
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