磁耦合谐振无线电能传输 线圈设计参数
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
一、实验目的：
研究磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率及影响因素。
二、实验器材：
1.无线电能传输系统主要器件：发射端和接收端线圈、电容、电阻、谐振电路；
2.发射端电源和信号源；
3.接收端负载电阻、直流电压表；
4.实验仪器：示波器、信号生成器。
三、实验原理：
四、实验步骤：
1.搭建发射端和接收端线圈、电容、电阻和谐振电路的结构；
2.给发射端线圈接入电源和信号源，在示波器上观察是否能产生高频电磁场信号；
3.给接收端线圈接入负载电阻，并用直流电压表测量输出电压；
4.调节信号频率，观察输出电压的变化；
5.测量不同频率下的输出电压大小，并记录；
6.根据测量结果，绘制输出电压与频率的关系曲线；
7.改变发射端和接收端之间的距离，重复步骤3-6，观察输出电压的
变化；
8.根据测量结果，绘制输出电压与距离的关系曲线；
9.改变发射端和接收端线圈的尺寸，重复步骤3-6，观察输出电压的
变化；
10.根据测量结果，绘制输出电压与线圈尺寸的关系曲线；
11.分析实验结果，探讨传输效率与频率、距离、线圈尺寸的关系。
五、实验注意事项：
1.实验时需保证线圈与电容及电阻之间的连线正确；
2.实验时应注意观察信号源和示波器的显示，避免高频电磁场对其他
设备造成干扰；
3.实验时需小心操作，避免触摸电源线或其他高压部件。
六、预期结果：
1.通过实验数据得出输出电压与频率、距离、线圈尺寸之间的关系曲线；
2.分析曲线，得出传输效率与频率、距离、线圈尺寸的关系；
3.得出优化磁耦合谐振式无线电能传输系统的方向，以提高传输效率。
基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的分析与设计
基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的分析与设计磁耦合谐振式无线电能传输技术是一种通过磁场耦合方式实现电能传输的无线电能传输技术。
与传统的无线电能传输技术相比，磁耦合谐振式无线电能传输技术具有高效率、高安全性、低辐射等优点，在很多领域有着广泛的应用前景。
本文将对磁耦合谐振式无线电能传输技术进行分析与设计。
首先，磁耦合谐振式无线电能传输技术的基本原理是通过谐振腔和共振线圈实现能量的传输。
谐振腔和共振线圈之间通过磁场耦合，实现了能量的传输。
谐振腔是发射端和接收端都必须具备的，谐振腔内的电磁场能量被传输到共振线圈中，再通过共振线圈传输到接收端。
谐振腔和共振线圈的谐振频率需要匹配，以实现高效率的能量传输。
在设计磁耦合谐振式无线电能传输系统时，首先需要确定传输的距离和传输功率的需求。
传输距离的长短决定了系统的工作频率和设计参数的选择，传输功率的需求决定了系统的功率放大器的设计。
其次，需要进行谐振腔和共振线圈的设计。
谐振腔的设计主要是确定谐振腔的形状和尺寸，以及谐振腔的谐振频率。
谐振腔的形状和尺寸可以根据实际应用场景进行选择，谐振频率需要与共振线圈的谐振频率匹配。
共振线圈的设计主要是确定线圈的匝数和长度，以及线圈的电感值。
接下来是功率放大器的设计。
功率放大器是用来提高传输功率的装置，通常采用放大器来实现。
功率放大器的设计需要考虑放大器的频率响应、增益和功率效率等参数。
由于谐振腔和共振线圈是通过磁场耦合进行能量传输的，所以功率放大器的输出需要采用谐振腔和共振线圈的输入端进行耦合。
最后是系统的控制和保护。
在实际应用中，磁耦合谐振式无线电能传输系统需要具备良好的控制和保护功能。
控制功能可以通过监测传输功率、输出电压和电流等参数实现，保护功能可以通过过流、过压和过温等方式实现。
综上所述，基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的分析与设计主要包括传输距离和功率需求的确定，谐振腔和共振线圈的设计，功率放大器的设计，以及系统的控制和保护。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计无线电能传输是一种通过电磁场传输能量的技术，已经在无线充电和电力传输等领域得到应用。
磁耦合谐振式无线电能传输系统是一种高效、稳定的无线电能传输方式，本文将详细介绍其设计。
首先，我们需要设计传输系统的基本结构。
磁耦合谐振式无线电能传输系统由两个主要部分组成：发送端和接收端。
发送端由电源、谐振电路和电磁辐射装置组成；接收端由谐振电路、整流电路和负载装置组成。
在发送端，电源提供电能给谐振电路，谐振电路通过调节谐振电容和谐振电感的数值来产生与接收端谐振频率相匹配的电磁场。
电磁辐射装置将电磁场辐射出去，以传输能量。
在接收端，谐振电路接收到发送端辐射出的电磁场，并与发送端的谐振频率相匹配。
整流电路将接收到的电磁能量转换为直流电能，供给负载装置使用。
为了实现高效的能量传输，需要对谐振电路进行精确的设计。
首先，需要通过计算确定发送端和接收端的谐振频率。
谐振频率的计算公式为：f=1/(2*π*√(LC))，其中f是谐振频率，L是谐振电感，C是谐振电容。
通过调节谐振电容的数值，可以精确控制谐振频率。
另外，谐振电路中的谐振电感可以通过螺线管或变压器等电感元件来实现。
电感元件的选择需要考虑到频率范围和能量传输效率等因素。
同时，为了增加能量传输的效率，可以采用功率放大器来提高传输功率。
功率放大器将发送端的电能转换为电磁能量，并将其放大到适合的功率水平。
为了确保安全性，还需要考虑电磁辐射的控制。
可以使用屏蔽罩或改变电磁场的辐射模式来减小电磁辐射范围。
此外，在实际应用中，还需要考虑传输距离和传输效率等因素。
在设计过程中，可以通过试验和模拟来进行优化。
总之，磁耦合谐振式无线电能传输系统是一种高效、稳定的无线电能传输方式。
通过精确设计谐振电路和选取合适的电感元件，可以实现高效能量传输。
同时，需注意对电磁辐射的控制，以确保系统的安全性。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
无线电能传输是一种将能量从发电机传输到接收端的技术，它可以在没有电缆连接的情况下实现能量传输。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种采用磁耦合谐振电路，通过高频自激振荡的方式实现无线电能传输的系统。
本文将对这种系统的设计进行详细介绍。
在设计磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统时，首先需要确定系统的基本参数，如传输功率、传输距离等。
然后，根据这些参数来选择合适的电子元件，如电感、电容等。
接下来，需要设计主谐振电路和副谐振电路，并使它们达到谐振状态，以提高能量传输效率。
主谐振电路是能够产生高频自激振荡的基础，它包括一个电容和一个电感。
在设计主谐振电路时，需要根据传输功率和频率来选择合适的电容和电感值，以实现高效能量传输。
副谐振电路是能够接收到主谐振电路传输的能量，并将其转化为直流电压的基础。
在设计副谐振电路时，可以使用整流电路来实现能量的转换。
通过选择合适的二极管和电容值，可以将高频信号转化为直流信号。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种能够实现高效能量传输的技术。
通过适当选择电子元件和设计电路，可以使系统达到高效能量传输的目标。
设计和实现这种系统还需要进一步的研究和实践，以提高能量传输效率和系统的稳定性。
基于磁耦合谐振式无线充电阵列线圈系统的研究与设计
基于磁耦合谐振式无线充电阵列线圈系统的研究与设计I. 研究背景随着科技的飞速发展，无线充电技术逐渐成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
磁耦合谐振式无线充电阵列线圈系统作为一种新型的无线充电技术，具有高效、低成本、易于实现等优点，因此受到了广泛的关注和研究。
然而目前该技术在实际应用中仍存在一些问题，如充电效率低、能量传输距离有限、安全性差等。
因此基于磁耦合谐振式无线充电阵列线圈系统的研究与设计显得尤为重要。
首先磁耦合谐振式无线充电阵列线圈系统的研究与设计有助于提高无线充电技术的效率。
传统的电磁感应式无线充电系统存在能量损失的问题，而磁耦合谐振式无线充电系统通过利用磁耦合效应将电能直接传递给接收端，从而减少了能量损失，提高了充电效率。
此外磁耦合谐振式无线充电系统还可以通过优化线圈结构和参数设置，进一步提高充电效率。
其次磁耦合谐振式无线充电阵列线圈系统的研究与设计有助于扩大无线充电能量传输距离。
目前磁耦合谐振式无线充电系统的能量传输距离受到线圈尺寸和形状等因素的限制，无法满足远距离无线充电的需求。
因此研究如何优化线圈结构和参数设置以提高传输距离是当前研究的重要方向之一。
磁耦合谐振式无线充电阵列线圈系统的研究与设计有助于提高无线充电系统的安全性。
随着无线充电设备的普及，安全问题日益凸显。
磁耦合谐振式无线充电系统可以采用多种安全保护措施，如过充保护、短路保护等，以确保用户在使用过程中的安全。
基于磁耦合谐振式无线充电阵列线圈系统的研究与设计具有重要的理论和实际意义。
通过对该技术的研究，不仅可以提高无线充电效率、扩大能量传输距离，还可以提高系统的安全性，为无线充电技术的发展和应用提供有力支持。
介绍无线充电技术的发展和应用现状；随着科技的不断发展，无线充电技术已经成为了一种越来越受欢迎的新型充电方式。
从最初的电磁感应式无线充电到如今的磁耦合谐振式无线充电，无线充电技术已经取得了显著的进步。
这种技术的出现为人们的生活带来了极大的便利，尤其是在智能手机、平板电脑等便携式电子设备上的无线充电应用，已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
简易电磁谐振耦合式无线输电设计
设计方案论证1、总体方案设计介绍1.1磁耦合共振型无线输电系统磁稱合共振型(SCMR)无线输电系统是一种新型的输电方式,和其他输电方式一样,工作频率和传输效率是传输系统的关键参数.磁稱合共振型(SCMR)无线输电系统是迄今较新型的无线输电方案,最早由美国MIT大学在2007年开始研究.此无线输电系统正是利用共振使无线输电的传输效率大幅度提高,在2米距离可以实现效率高达50%的无线输电.1.2磁耦合共振型无线输电系统构成共振所建立的能量通道可以准确高效的进行能量传输。
电磁场是一种我们较为熟悉的场,在变化的过程中可以进行电磁感应,同时电磁可以相互转化。
在较短的距离内通过电磁场的作用已经实现了电能的转移,在电磁感应的基础上结合无线电谐振的原理,理论上可以实现中远距离的高效电能传输。
磁耦合共振型无线输电系统结构如图1-1,其中发射端线圈S与接收端线圈D具有相同的共振频率,当系统工作在这个共振频率时,两线圈发生共振并建立起能量传输通道,进而电能再由激励电源发出,通过此通道传给负载回路。
图1—12硬件设计2.1高频震荡激励源高频震荡激励源使用555构成的多谐振荡器，555构成的多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器，如图1—2T1=(R2/2+R3）*C1*In(2) T2=(R2/2+R1）*C1*In(2)T=T1+T2，适当提高方波的频率，可提高传输效率。
图1—3图1—22.2功率放大与谐振电路如图1—3用两个IRFMOS 管与74LS04反相器组成功率放大电路，放大555产生的方波的功率，放大555产生的方波激励电容与电感组成谐振电路，谐振频率点f 是LC 串联回路固有的参数，当L,C 参数值确定下来，f 点即确定，需要通过555的方波输出f 去接近谐振频率点，在谐振点会出现磁共振现象，接收线圈可以得到最大的谐振电流。
2.3接收线圈与整流滤波电路图1—4无线输电系统多数是为移动设备进行供电,一般需要的是直流恒压供电,所以若需要进行对移动设备进行供电或者充电,在接受设备端应高频震荡激励源发射线接收线整流、滤波电路功率放大电路负载稳压电路许加入整流和滤波电路,把高频的交流电转化成负载所需的直流电，桥式整流器BRIDGE RECTIFIERS，也叫做整流桥堆。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种使用磁耦合谐振式传输能量的技术。
在该系统中，电能通过主共振腔中的高频振荡电路产生，并通过磁耦合传输到副共振腔中。
主共振腔和副共振腔之间通过磁耦合进行能量传输。
为了实现高效的无线电能传输，需要设计合适的高频振荡电路和磁耦合传输系统。
在主共振腔中设计一个高频振荡电路，可采用谐振电路或射频功率放大器，以产生高频振荡电流。
该电路应具有较高的谐振频率和功率放大能力。
设计合适的磁耦合传输系统。
磁耦合传输系统由主共振腔和副共振腔之间的电感耦合组成。
为了实现高效的能量传输，需要选择合适的电感耦合系数和谐振频率。
电感耦合系数越大，能量传输越高效。
而谐振频率则决定了能量传输的效率。
在设计磁耦合传输系统时，需要根据实际需求选择合适的参数。
需要进行系统的调试和优化。
通过实验和测试，不断调整系统的参数，提高能量传输效率。
可以通过改变主共振腔和副共振腔的谐振频率，调整磁耦合传输系统的电感耦合系数，等等。
还可以通过改变高频振荡电路的参数，改变电流的波形和频率，进一步提高能量传输效率。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种高效的无线电能传输技术。
通过合适的设计和优化，可实现高效、稳定的无线电能传输。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计高频自激振荡无线电能传输系统是一种无线电能传输技术，可以将能量从一个电路传输到另一个电路，而无需使用传统的导线连接。
这种技术可以广泛应用于电力传输、电子设备充电等领域。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是基于磁耦合和谐振实现的一种能量传输系统。
下面将对该系统的设计进行详细介绍。
1. 系统原理磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统由两个主要部分组成：能量发射端和能量接收端。
能量发射端包括功率放大器和发射线圈，能量接收端包括接收线圈和整流电路。
能量发射端通过功率放大器将输入电源信号放大，并通过发射线圈将能量以高频电磁波的形式传输出去。
能量接收端的接收线圈接收到高频电磁波，并将其转换为电能，然后通过整流电路将其转换为直流电能供电使用。
2. 系统设计（1）能量发射端设计能量发射端的主要设计参数包括功率放大器的功率和频率，发射线圈的感应系数和谐振频率。
功率放大器应具有足够的功率输出，并能够将输入电源信号放大到高频电磁波的水平。
功率放大器的功率输出可以通过控制电源电压来实现。
发射线圈的感应系数决定了能量传输的效果。
感应系数较大会提高能量传输效率，但也会增加系统的成本和复杂性。
需要在效率和成本之间进行权衡。
谐振频率应与接收线圈的谐振频率相匹配，以实现最佳能量传输效果。
谐振频率可以通过调整发射线圈的电感和电容来实现。
整流电路应能够将接收到的高频电能转换为直流电能。
一种常用的整流电路是使用稳压二极管和电容器的整流电路。
3. 系统优化为了实现最佳的能量传输效果，可以对系统进行优化。
可以通过调整发射线圈和接收线圈的物理尺寸和位置来优化系统的能量传输效率。
这可以通过模拟软件进行模拟和优化。
可以通过使用集成电路和微控制器来实现系统的自动控制和监测。
这将提高系统的稳定性和可靠性。
还可以通过改进谐振电路的设计和优化整流电路的效率来进一步提高系统的能量传输效果。
磁谐振耦合无线能量传输系统谐振线圈设计
磁谐振耦合无线能量传输系统谐振线圈设计作者：吴锋来源：《科学与信息化》2017年第16期摘要磁谐振耦合无线能量传输技术作为一种新型无线供电技术相比传统无线传能技术有传输距离适中，传输效率高，可穿透障碍物等优点，可以为植入式器件提供一种便捷、高效的能量供给方式。
自谐振线圈作为磁谐振耦合无线能量传输系统的重要组成部分和关键单元是实现无线能量传输的关键。
因此，本文以提高自谐振线圈的品质因数，降低自谐振线圈的谐振频率为目标，对自谐振线圈进行建模、仿真、设计和实验分析。
最后给出了适用于植入式器件无线供能的谐振线圈模型。
关键词无线能量传输；部分元等效电路；谐振频率；品质因数引言自2007年MIT的MarinSoljacic提出磁耦合谐振技术以来，这项技术引起了很多学者的关注[1]。
人们也开始研究这项技术的机理，无线能量传输系统的效率、功率、传输距离以及其他相关问题。
作为系统重要的组成部分，发射和接受线圈的性能决定了系统的性能。
因此，对发射和接受线圈的优化是非常必要的。
线圈的形状和结构有很多，比如MIT采用的螺旋线圈、Intel采用的平面螺旋线圈，以及印刷螺旋线圈（PCB线圈）。
本文采用的是PCB线圈。
PCB线圈具有高稳定性、高准确性、易于生产以及易于和其他电路连接的优点。
对于小功率设备的无线供能问题是很好的选择。
采用双层PCB线圈作为发射和接受线圈，并对线圈的圈数、线宽、线距、层距进行了优化[2]。
利用部分元等效电路方法对线圈建模，得到了线圈的品质因数和谐振频率，并对影响系统传输效率的因素进行了分析。
采用了单层的反平行PCB 线圈，反平行线圈有效地抑制了频率分裂现象，提高了无线传能系统的效率[3]。
采用了单层的加铜片的PCB线圈，降低了线圈的谐振频率[4]。
本文采用部分元等效电路法（PEEC）和有限元法（FEM）对发射线圈进行优化。
本文采用的是加铜片的PCB线圈，并分析了铜片对PCB线圈性能的影响。
1 PCB线圈的建模1.1 PEEC方法建模PEEC是由Ruhli于1974年首先提出的一种三维道题结构电磁场组合建模方法[5]。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种能够通过磁耦合的方式将电能无线传输的系统。
它主要由谐振电路、磁耦合装置和电力转换器等部分组成。
在谐振电路中，我们通常采用LC并联电路作为谐振电路。
LC电路中的电感和电容可以通过调节其参数来达到谐振频率。
当输入电源施加在谐振电路上时，电感和电容会产生一个共振频率，使得谐振电路中的电流达到最大。
为了将电能无线传输，我们需要采用磁耦合装置来传输电能。
磁耦合装置由一个主线圈和一个从线圈组成，主线圈中的交变电流会产生一个变化的磁场，而从线圈则会感应到这个磁场并产生交变电压。
在电力转换器中，我们通常采用功率放大器来将传输的交变电压放大到足够的电压水平。
功率放大器可以根据输入信号进行放大，并将放大的信号输出给传输设备。
当系统工作时，输入电源会施加在谐振电路上，通过调节谐振频率，使谐振电路达到共振状态。
谐振电路中的电流将通过磁耦合装置产生一个变化的磁场。
从线圈感应到这个磁场并产生交变电压。
交变电压经过功率放大器放大后，输出给传输设备，从而实现了无线传输电能的目的。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统具有传输效率高、传输距离远、适用于室内和室外环境等优点。
由于高频电磁波传输具有较大的能量损耗和衰减，所以该系统的设计需要充分考虑电能传输效率、辐射安全性、故障排除等问题。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计二、磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统概述磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种利用高频电磁波进行能量传输的新型技术。
其基本原理是利用高频电磁波在空间中进行传输，并通过磁耦合谐振的方式来实现能量的接收与传输。
该系统主要包括谐振器、功率放大器、脉冲调制器、天线、传输线路等部件。
谐振器是系统的核心部件，通过谐振器中的谐振电路，可以使系统在特定频率范围内实现高效的能量传输。
三、磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计1. 系统结构设计磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统的结构设计应该考虑系统的整体稳定性、传输效率和安全性。
系统的结构主要包括天线、谐振器、功率放大器、脉冲调制器和传输线路。
天线用于接收和发射电磁波，谐振器用于调节频率，功率放大器用于增大信号强度，脉冲调制器用于调制信号，传输线路用于连接各个部件。
2. 谐振器设计谐振器是磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统的关键部件。
谐振器的设计需要考虑系统的工作频率、谐振电路的参数选择和谐振电路的稳定性。
首先需要确定系统的工作频率，然后根据工作频率选择合适的谐振电路参数，最后通过对谐振电路进行仿真和实验，验证系统的稳定性。
3. 功率放大器设计功率放大器的设计主要包括功率放大器的类型选择、功率放大器的功率输出和功率放大器的稳定性设计。
根据系统的要求，选择合适的功率放大器类型，确定功率放大器的功率输出，并对功率放大器进行稳定性设计，以保证系统的工作稳定性和传输效率。
四、磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统的性能评价1. 传输效率磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统的传输效率是评价系统性能的重要指标之一。
传输效率的高低直接影响到系统的能源利用率和传输距离。
通过对系统的工作原理进行深入分析，可以优化系统的结构设计、谐振器的参数设计、功率放大器的功率输出、脉冲调制器的调制方式选择和传输线路的稳定性设计，从而提高系统的传输效率。
diy 磁耦合谐振式无线电力传输实验
diy 磁耦合谐振式无线电力传输实验磁耦合谐振式无线电力传输是一种通过磁场耦合实现无线电能传输的技术。
它可以将电力从一台电源传输到另一台电器中，而无需使用电线连接传输。
这种技术被广泛应用于科学实验和工业应用中，如无线充电、磁悬浮列车等。
本文将介绍如何通过自己动手制作磁耦合谐振式无线电力传输实验。
实验材料：1. 发送端- 一个 20V 直流电源- 一个0.1μF 电容器- 一个0.1Ω 电阻- 一个 2N2222 NPN 晶体管- 一个22μH 端对端线圈- 一个10kΩ 可变电阻- 一个10cm×10cm 的铜箔片制作步骤：1. 搭建发送端电路将 20V 直流电源连接到0.1μF 电容器的一端，再将另一端接到0.1Ω 电阻的一端，将其余一端连接到 2N2222 NPN 晶体管的基极。
将集电环与电源正极连接，再将发射极与22μH 的端对端线圈相连，同时将10kΩ 可变电阻与电容器相连。
最后将铜箔片贴在线圈上面，用导线连接至电源负极即可。
这是一个典型的声波谐振器的调制器。
3. 连接两个端对端线圈将两个端对端线圈的端口相连接（指两个线圈之间的耦合），注意连接电源时要分别连接两个线圈的电源端口。
4. 调整电路调整两个端对端线圈的谐振频率，使其相同。
可以调整每个电路的可变电阻器以及电容器的大小来实现这个目的。
之后，将两个电路之间的距离调整到最佳，以确保最大传输功率。
使用方法：打开发送端电源，将它放在电路的一端，将接收端电路放在电路的另一端。
测量输出功率和效率，如果功率和效率均较高，则实验成功。
本实验中使用的是谐振式无线电力传输，将电能通过磁场耦合来传输。
在实际工程应用中，可以采用这种传输方式将电能传输到远处的设备中，而无需使用繁琐的电线连接。
基于磁耦合谐振的无线能量传输系统
６３８ · ·
系统工程与电子技术
第 ３６ 卷
在一些耦合距离 较 远 （ 、 铁 磁 环 境 复 杂 的 特 殊 场 合， ｃｍ 级 ） 无法满足引信与 火 控 系 统 之 间 可 靠 的 信 息 交 联 。 因 此 ， 迫 可靠的传输。 切需要能量和 信 息 可 在 中 远 距 离 进 行 高 效 、 目前， 国内外可见文献中， 以 MＩＴ 为 代 表 的 绝 大 多 数 团 队， 研 究 的 是 大 功 率、 中低频条件下的无线供能技
第 ３６ 卷 第 ４ 期 ２０１４ 年 ４ 月
文章编号 ： １００１ ５０６Ｘ（ ２０１４ ） ０４ ０６３７ ０６
系统工程与电子技术 Sｙｓｔｅｍｓ Eｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Eｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖｏｌ． ３６ Ｎｏ． ４ Ａｐｒｉｌ ２０１４
网址 ： ｗｗｗ． ｓｙｓ ｅｌｅ． ｃｏｍ
为复杂的铁磁环 境 ， 忽 略 交 叉 耦 合 的 影 响。为 简 化 模 型 计 采用 映 射 阻 抗 的 方 法 将 拾 取 回 路 电 参 量 映 算的复杂程度 ， 射到接次级耦合谐振回路 ， 可得
２ （ ωM ２ ３ ） ＝ R L ＋ ｊωL b
１ 磁耦合谐振能量传输系统分析
１． １ 三线圈磁耦合谐振工作原理 电磁谐振耦合式能量传输利用近场无 损 非 辐 射 谐 振 耦 与收发端电路或负载相连的 合技术实现能量的无 线 传 输 ， 线圈通过电磁感应作用与处于中间位置的 自 由 谐 振 线 圈 发 一般 情 况 下 ， 中 间 位 置 处 的 谐 振 线 圈 为 两 个， 生能量交换 ， 其固有频率相同 ， 构 成 谐 振 线 圈 对。当 驱 动 线 圈 输 入 激 励 收发端处于强耦合运行 信号频率与系统谐振 频 率 相 同 时 ， 可在中远距 离 （ 条件下实现能量的 模式 ， ８ 倍 的 线 圈 半 径） 高质量传输 ， 而偏离谐振频率的物 体 之 间 相 互 作 用 高效率 、
基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的分析与设计
四、设计方案
四、设计方案
为了克服上述挑战，本次演示提出一种基于磁耦合谐振式无线电能传输技术 的创新设计方案。具体实现方案如下：
四、设计方案
1、选用高性能磁性材料和低损耗线圈，以提高传输效率和减小损耗。 2、通过调节发射和接收线圈的参数，实现最佳的磁场耦合和共振效果。
3、加入电磁屏蔽层，以减小对 周围电子设备的干扰。
五、总结与展望
1、提高传输效率和传输距离：通过优化线圈设计和材料选择等手段，提高磁 耦合谐振式无线电能传输技术的传输效率和传输距离。
五、总结与展望
2、降低成本：探索低成本的材料和制造工艺，以降低磁耦合谐振式无线电能 传输技术的成本，使其更具市场竞争力。
五、总结与展望
3、拓展应用领域：将磁耦合谐振式无线电能传输技术应用于更多领域，如医 疗器械、智能交通工具等。
验证实验
验证实验
为验证磁耦合谐振式无线电能传输的方向性，我们设计了一个实验系统，包 括发射和接收线圈、功率源、测量仪器等。实验过程中，我们将发射线圈和接收 线圈分别置于不同角度和距离的位置，测量其传输效率。具体实验步骤如下：
验证实验
1、搭建实验系统，包括发射和接收线圈、功率源、测量仪器等。 2、将发射线圈和接收线圈置于同一水平面上，保持两者中心线重合，测量传 输效率。
基于磁耦合谐振式无线电能传 输技术的分析与设计
01 一、导言
目录
02 二、技术原理
03 三、应用分析
04 四、设计方案
05 五、总结与展望
06 参考内容
内容摘要
无线电能传输技术近年来得到了广泛的和研究，其中磁耦合谐振式无线电能 传输技术具有传输效率高、传输距离远等优点，因此在许多领域具有广阔的应用 前景。本次演示将对磁耦合谐振式无线电能传输技术的原理、应用和设计进行分 析和探讨。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种无线能量传输方式，其原理是通过磁耦合谐振技术将电能从一端传输到另一端，实现电能的远距离传输，同时可不需要通过传统的电线连接实现电能的供应。
本文旨在探讨该系统的设计。
1. 系统工作原理磁耦合谐振电路是一种典型的谐振电路，其原理是将主电路和辅助电路之间通过磁耦合作用连接起来，在一定的谐振频率下，主电路的电能可以通过磁感应作用转移到辅助电路，并最终转化为辅助电路上的电能输出。
该系统的主要原理如下：（1）发射端通过变压器将电源电压升压，并通过串联谐振电容和电感作为谐振回路。
当谐振回路的频率为其谐振频率时，产生共振现象，电路中的电流和电压达到谐振状态。
（2）当发射端的谐振电路中的电流变化时，会在谐振电路周围产生变化的磁场，磁场会在空间中传递。
（3）接收端的谐振电路与发射端相似，当接收端的谐振电路与发射端的谐振电路达到相同的谐振频率时，接收端电路中的电流和电压也会达到谐振状态。
（4）接收端中的谐振电路在共振状态下输出的电能，可以通过负载电路转化为实用电能。
2. 系统设计方案该系统的关键设计参数包括谐振频率、谐振电容、电感、变压器变比以及功率等。
（1）谐振频率的确定系统中谐振频率应为电源频率的整数倍，这样可使得谐振电路更加稳定。
在具体设计中，由于系统中会存在一些误差因素，实际谐振频率应稍小于电源频率的整数倍。
（2）谐振电容和电感的选择谐振回路中的电感和电容的选择应该满足条件：L = 1/（(2πf0)²C)其中，f0为谐振频率，C为谐振电容，L为谐振电感。
由此可知，当谐振频率确定后，谐振电容和电感应相适应，这样才能保证谐振电路工作在最佳状态下。
（3）变压器的选择变压器主要作用是将低电压转换为高电压，使得谐振电路中的电压达到谐振电压，从而实现能量的传输。
变压器的变比的确定需要满足功率的要求，同时也需要考虑变压器的耐压能力、品质、寿命等因素。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计磁共振式无线能量传输技术是一种新型的无线能量传输方式，它不需要传统的电气导线连接，可以实现远距离高效率的能量传输。
磁共振式无线能量传输技术能够应用于许多领域，例如电动汽车充电、智能手机无线充电、医疗设备无线供电等。
本文将介绍一种新型的磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计。
一、系统概述磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种利用电磁场感应原理进行能量传输的系统。
系统由两个谐振线圈构成，一个谐振线圈作为发射器，另一个谐振线圈作为接收器。
发射器端通过高频信号激励驱动谐振线圈产生高频电磁场，接收器端的谐振线圈在接收到高频电磁场后产生感应电流，从而实现了无线能量传输。
二、系统设计磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统主要由两个谐振线圈、高频功率放大器、调谐电路、控制电路等部分组成。
谐振线圈由多层绕组构成，通过调谐电路可以调节谐振频率，高频功率放大器用于提供高频激励信号，控制电路用于系统的控制和保护。
2. 发射器设计发射器端的谐振线圈设计为高频谐振线圈，其参数需要根据实际传输距离和功率要求进行设计。
在发射器端还需要设计高频功率放大器，用于提供高频激励信号。
另外还需要设计调谐电路，通过调节电路参数实现谐振频率的调节。
接收器端的谐振线圈设计为与发射器端谐振频率相同的谐振线圈，当接收到高频电磁场时可以产生感应电流。
接收器端还需要设计整流电路和滤波电路，用于将感应电流转换为直流电能，并对转换后的电能进行滤波处理，以提高输出电能的质量。
系统控制设计主要包括高频功率放大器的控制、调谐电路的控制、整流电路和滤波电路的控制等。
控制电路需要设计合适的控制算法，以保证系统稳定可靠地工作，并对系统进行各种保护措施，如过载保护、短路保护等。
三、系统工作原理四、系统性能分析1. 传输效率磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统的传输效率取决于系统的谐振线圈质量因数、传输距离和功率要求等因素。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究与优化设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究与优化设计磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究与优化设计引言：随着科技的快速发展，无线电能传输技术逐渐成为一种具有广阔应用前景的研究领域。
传统的无线充电技术存在着能量传输效率低、距离短、干扰大等问题，而磁耦合谐振式无线电能传输系统则可以克服这些问题。
本文将对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行研究与优化设计。
一、磁耦合谐振式无线电能传输系统的原理磁耦合谐振式无线电能传输系统是通过谐振技术将能量从发射端传输到接收端的一种无线充电方法。
当发射端的谐振线圈中通电时，会在空间中形成一个交变磁场。
接收端的谐振线圈与发射端的谐振线圈相互耦合，形成共振现象。
通过调整发射端和接收端的谐振频率、谐振线圈的结构以及阻尼系数，可以使能量在两个线圈之间高效传输。
二、磁耦合谐振式无线电能传输系统的关键技术（一）谐振器设计：发射端和接收端的谐振器设计是系统中的关键环节。
合理设计谐振器的结构和参数，能够提高能量传输的效率。
同时，谐振器的选材也是一个重要因素。
（二）频率匹配与自适应调整：发射端和接收端的谐振频率必须匹配，否则能量传输效率将受到影响。
由于环境变化等因素，谐振频率可能会发生漂移。
因此，设计一个能够实时感知并自适应调整谐振频率的机制非常重要。
（三）功率传输控制：磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率传输控制也是一个需要考虑的重要因素。
过大或过小的功率传输都会影响系统的效率和安全性。
三、磁耦合谐振式无线电能传输系统的优化设计（一）优化谐振器结构：通过数值模拟和实验验证，优化谐振器结构，提高其谐振频率和谐振特性。
（二）优化耦合机制：通过改变谐振线圈之间的耦合方式和距离，进一步提高能量传输效率。
（三）优化功率传输控制策略：采用闭环控制方法，实时感知系统输入和输出功率的变化，并通过反馈调整发射端的功率输出，以达到最佳的能量传输效果。
（四）优化系统安全性：引入多重保护机制，避免因功率过大或其他因素引起的安全问题。
自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计
关键词：能量无线传输；谐振耦合；最大效率；线圈
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引言
电能无线传输一直是人类的梦想，多年来国外 一些科学家执着地开展着这项研究， 但进展甚微[1-5]。 2007 年 MIT 的科学家在电能无线传输原理上有了 突破性进展，他们利用电磁谐振原理实现了中距离 的电能无线传输，在 2 m 多距离内将一个 60 W 的 灯泡点亮，且传输效率达到 40%左右[6]。 谐振耦合电能无线传输与以往提出的电能无 线传输技术相比，具有以下本质性的不同：1）与 利用电磁感应原理的电能无线传输技术相比，传输 距离大大提高，突破了电磁感应原理的无线传输距 且理论表明若不考虑空 离仅在 1 cm 以内的限制[7]， 间其它物体影响，传输距离将进一步提高；2）与 利用微波原理的电能无线传输技术相比，具有传输 功率大的特点，将微波电能无线 传输几毫瓦至 100 mW 的数量级提高到几十瓦至几百瓦的数量级。 目前，非接触能量无线传输发展已比较成熟[8-12]， 主要应用于磁悬浮列车[13-14]，医学上用于体内微摄 像机供电等[15]。与此比较而言，基于谐振原理的电 能无线传输将是一种应用范围更宽的新型技术[16]， 并且低电磁辐射，可满足电磁兼容的要求[17]。 然而，现阶段谐振耦合无线传输技术仍处于起 步阶段，相关理论和实验研究还比较欠缺，尤其传 输效率的分析还不够全面[18-19]。本文从线圈等效耦 合模型出发，分析电能无线传输机理及传输效率与 距离、频率、线圈本身等因素之间的关系，提出最 大效率条件及无线传输系统的优化设计方法，并设
基金项目：国家自然科学基金项目(50877028)；国家 863 高技术基 金 项 目 (2007AA05Z229) ； 广 东 省 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 (8251064101000014)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50877028)；The National High Technology Research and Development of China 863 Pragram(2007AA05Z229)．
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计1. 引言1.1 背景介绍电能传输技术是当前能源领域的研究热点之一，其在无线电能传输、电动车充电、智能家居等领域具有广泛的应用前景。
传统的电能传输系统存在传输效率低、电磁干扰大等问题，因此需要研究新的无线电能传输技术。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种新颖的电能传输技术，通过谐振电路中的高频自激振荡实现将电能传输到远距离。
与传统电能传输系统相比，磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统具有传输效率高、抗干扰能力强等优点。
本文将重点研究磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统的设计原理、主要组成部分、设计参数选择、系统性能分析以及实现方案，以期为相关领域的研究和实际应用提供参考。
通过本文的研究，有望进一步推动无线电能传输技术的发展，提高电能传输的效率和稳定性，促进电能传输技术在实际应用中的推广和应用。
1.2 研究意义磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种新型的无线充电技术，具有许多重要的研究意义。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统能够实现高效能量传输，有助于解决传统有线充电方式存在的安全隐患和使用不便的问题。
这种新型的无线电能传输系统能够提高充电效率，减少能源浪费，有利于节能减排，符合可持续发展的要求。
磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统能够实现远距离传输，为智能家居、智能城市等领域的发展提供更加便利的充电方式。
这种系统可以实现设备与充电器之间的自动对齐，无需线缆连接，方便快捷，具有很大的市场潜力。
研究磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统具有重要的理论和实践意义，对推动无线充电技术的发展，提高电能传输效率，改善用户体验，减少环境污染都具有积极的促进作用。
对这种系统的研究具有十分重要的意义。
1.3 研究方法研究方法是本论文的重要组成部分，是确保磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计能够顺利进行的关键环节。
在研究过程中，我们采用了理论分析与仿真相结合的方法，首先通过理论分析了系统的传输原理和谐振特性，确定了系统设计的基本要求和参数范围。
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磁耦合谐振无线电能传输线圈设计参数
一、概述
磁耦合谐振无线电能传输技术是一种无线电能传输的新型方式，它通过磁场耦合的方式实现高效的能量传输，为无线充电、电力传输等领域提供了新的解决方案。
而线圈是磁耦合谐振无线电能传输中至关重要的组成部分，其设计参数的选择直接影响了系统的性能。
本文将对磁耦合谐振无线电能传输线圈的设计参数进行深入探讨。
二、线圈设计参数的选择
1. 频率
磁耦合谐振无线电能传输系统中的线圈工作在特定的谐振频率下，因此首先需要确定工作频率。
工作频率一般由电源频率、谐振电容的选择以及其他系统要求来决定。
2. 电感值
线圈的电感值直接影响了系统的谐振特性，其选择需要在满足谐振条件的基础上尽可能地降低线圈的损耗。
通常情况下，电感值的选择需要根据工作频率和系统功率来进行优化。
3. 匝数
线圈的匝数决定了其电感值和电压传输比，因此在设计线圈时需要根据系统的电压需求和电感值来确定匝数。
通常情况下，较大的匝数能够提高线圈的电感值和电压传输比，但同时也会增加线圈的电阻和损耗。
4. 线径和材料
线圈的线径和材料直接影响了其电阻和损耗，因此在选择线径和材料时需要综合考虑系统功率、工作频率和成本等因素。
通常情况下，较粗的线径和低电阻的材料能够降低线圈的损耗，但同时也会增加成本和体积。
5. 抗干扰能力
线圈在实际应用中可能会受到外部的干扰，因此需要具备一定的抗干扰能力。
在设计线圈时需要考虑到电磁兼容性、屏蔽设计等因素，以保证系统的稳定性和可靠性。
三、线圈参数优化方法
1. 数值仿真
通过数值仿真软件对线圈进行电磁场分析和谐振特性分析，可以有效
地优化线圈的设计参数。
仿真可以帮助工程师快速地评估不同参数对
系统性能的影响，从而指导设计优化。
2. 实验测试
通过实验测试，可以对线圈的实际性能进行验证，进一步优化设计参数。
实验测试可以发现仿真中未考虑的影响因素，从而更准确地指导
线圈的优化设计。
3. 综合考虑
上线圈设计参数的选择过程中，需要综合考虑系统的工作条件、成本、体积、电磁兼容性等因素，以找到最优的设计方案。
四、结语
磁耦合谐振无线电能传输线圈的设计参数选择对系统性能有着重要影响，需要仔细考虑系统的工作频率、电感值、匝数、线径和材料等因素。
通过数值仿真和实验测试等方法，可以优化线圈的设计参数，提
高系统的性能和稳定性。
随着磁耦合谐振无线电能传输技术的不断发
展，线圈设计参数的优化将在相应领域的应用得到更广泛的推广和应用。