双负载无线充电系统中的交叉耦合及补偿方法
2014-03-21罗斌吴仕闯吴敏超
电子技术应用 2014年6期
罗斌,吴仕闯,吴敏超
(南昌大学信息工程学院,江西南昌330031)
早在1893年,美国科学家TESLA N利用无线电能传输原理,在没有任何导线相连接的情况下点亮了磷光照明灯[1],这是人类在无线能量传输初期的重要尝试,同时也为人类向无线能量传输方向的发展提供了借鉴意义。一个多世纪以来国内外的学者对该技术进行长期、大量的研究,在近距离和远距离无线电能传输理论和应用层次上已经取得了很大的进展,但是在中等距离(传输距离一般为传输线圈直径的几倍)的传输范围一直没有突破性进展。直到2007年,MIT的SOLJACIC M教授领导的小组利用电磁谐振原理,成功地在实验室实现了近场内电能的中距离无线传输[2]。该技术的提出为中程距离无线电能传输技术的发展开辟了一个崭新的方向。
目前,谐振式无线能量传输已成为学术界和产业界共同关注的热点。在实际应用中,随着用电设备的种类和数量的增加,特别是移动电子产品的不断增加,利用单一电源给多个负载进行无线充电具有广阔的市场前景。参考文献[3]研究了多个接收线圈的情况,但忽略了线圈间的电感交叉耦合影响。而多接收线圈的引入会带来一些新的问题,如接收线圈之间的交叉耦合效应会扰动系统的工作状态,结果不但使系统的分析和设计复杂化,还会影响系统在谐振频率点处的传输效率与传输功率。因此有必要采取方法来补偿交叉耦合的影响。
为此,本文从单电源、双负载无线充电系统的等效电路模型出发,详细研究和分析了三谐振线圈系统的交叉耦合对各线圈电流和系统的传输功率、效率的影响。……
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