刘宜成，宋俊霖，涂海燕，张军歌,吴　星

（四川大学 电气信息学院，四川 成都 610065）

自适应磁耦合谐振无线电能传输系统研究

刘宜成，宋俊霖，涂海燕，张军歌,吴星

（四川大学 电气信息学院，四川 成都 610065）

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。

无线电能传输；磁耦合谐振；频率自适应调节；PCB印制平面螺旋电感；直接数字频率合成

0　引言

无线电能传输技术使得人们得以摆脱令人烦恼的电缆束缚。2007年 MIT提出了磁耦合谐振无线电能传输(Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer，MCR-WPT)，为无线电能传输带来了新的突破[1-2]。近几年国内外对强磁耦合谐振式无线电能传输技术进行了广泛的研究[3]。

目前的研究大都集中在传输效率与传输距离的提升，以及对线圈结构和线圈材料的设计[4]，这些研究大都属于静态下的高效能量传输。然而在实际应用中常常会遇到被供电设备需要移动的情况，而MCR-WPT系统在高效能量传输距离内存在频率分裂现象，这就需要MCR-WPT系统能根据传输距离对传输频率进行自适应调节，实现动态高效的电能传输。……