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摘要：針對(duì)無線能量傳輸系統(tǒng)的效率隨著充電距離的增大而快速降低的情況,提出了一個(gè)四線圈結(jié)構(gòu)的磁耦合共振無線能量傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過二端口網(wǎng)絡(luò)分析方法,建立了四線圈結(jié)構(gòu)的磁耦合共振無線能量傳輸系統(tǒng)的等效電路模型,分析并推導(dǎo)出了無線能量傳輸效率表達(dá)式及傳輸效率提升的阻抗匹配條件。仿真并設(shè)計(jì)制作了收發(fā)線圈內(nèi)徑為70 mm的四線圈結(jié)構(gòu)磁耦合共振無線能量傳輸系統(tǒng)。當(dāng)激勵(lì)線圈與發(fā)射線圈間的距離和負(fù)載線圈與接收線圈間的距離固定為5 mm時(shí),仿真實(shí)測收發(fā)線圈距離在90 mm內(nèi)傳輸效率達(dá)80%以上,在120 mm處傳輸效率可達(dá)60%,測試結(jié)果和仿真結(jié)果相吻合。在此基礎(chǔ)上,通過同時(shí)調(diào)節(jié)激勵(lì)線圈與發(fā)射線圈之間的距離和負(fù)載線圈與接收線圈之間的距離,實(shí)現(xiàn)在130~180 mm的傳輸距離內(nèi),無線能量傳輸系統(tǒng)的傳輸效率提升10%以上,并且當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈相距150 mm時(shí),系統(tǒng)傳輸效率最大可提高21%。

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