无线充电系统仿真演示教学

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基于MATLAB的电动汽车无线充电系统仿真

基于MATLAB的电动汽车无线充电系统仿真摘要：本文根据磁耦合谐振式无线电能传输原理，设计无线充电系统，对电动汽车无线充电特性进行分析。

根据谐振原理和等效电路理论，确定工作频率范围、电感值和补偿电容值，设计SS型耦合谐振式电路参数。

基于MATLAB 软件搭建仿真模型。

选取合适的参数进行仿真实验，对应传输效率为97.8%。

关键词：电动汽车；无线充电系统；磁耦合谐振式前言随着科技的不断进步，越来越多的电子电器行业都在涉足无线充电技术领域。

无线充电技术是一种利用磁场来传输能量，不需要电线进行传输的技术。

无线充电系统避免了漏电等安全隐患，充电过程不会对人体造成辐射和危害，且在电动汽车等领域中，也不会影响其他电子设备的正常运行[1]。

此外，无线充电还具备电满自停功能，可避免过多能源的浪费，更能够满足环保节能的要求[2]。

本文以电动汽车充电为研究背景，根据磁耦合谐振式无线电能传输原理，设计了无线充电系统，对电动汽车充电特性进行分析。

1无线充电原理电动汽车无线充电系统主要由发射器和接收器组成。

发射器一般由两个部分组成：电源和电磁线圈。

电源通过电磁线圈将电能转换成交流电后传输到接收器。

接收器也由电磁线圈和电路组成。

电磁线圈接收来自发射器的电能，并将线圈产生的电能转换为直流电以供电动汽车使用。

电磁共振式、电磁感应式、磁耦合谐振式和无线电波式是目前来说四种常见的无线充电技术。

它们各自具有不同的优缺点和适用范围[3]。

本文选择了磁耦合谐振式无线充电技术。

考虑到电感中导线的阻值无法忽略，为了分析补偿网络建立了含线圈电阻的电路模型，如下图1所示。

图1含线圈电阻电路模型图2是松耦合变压器电路等效模型，表示了互感M和原、副边漏感，增加了原副线圈电流ip和is流向。

图2等效模型根据KVL可得原副边的电压和电流关系：传输效率为:原、副边谐振频率f p和f s为:原、副边品质因数Qp和Qs为:耦合系数K的计算公式：2 实例分析2.1仿真参数根据表1参数进行相关设计，确定线圈电感值。

电动汽车无线充电系统的设计与仿真

电动汽车无线充电系统的设计与仿真季乐乐;高文根;陈宗禹【摘要】介绍了电动汽车无线充电系统的架构,分析了系统的基本原理,控制方法,谐振补偿结构,线圈设计.对比分析了常用的SS补偿结构和新型的LCC补偿结构,指出SS补偿结构不易控制和大功率效率低的缺点和LCC补偿结构具有一次侧恒流和原副边单位功率因数等特点,LCC补偿结构更加符合电动汽车无线充电技术的要求.文中采用LCC补偿结构,同时对电动汽车无线充电系统中的线圈进行设计,摒弃其他因素重点分析铁氧体的厚度与矩形线圈的长宽比对耦合系数的影响并针对电动汽车停车错位的实际情况,对双D矩形线圈进行优化设计,并给出仿真结果.【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】5页(P206-210)【关键词】电动汽车;无线电力传输;双D线圈;LCC补偿网络【作者】季乐乐;高文根;陈宗禹【作者单位】安徽工程大学检测技术与节能装置安徽省重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学检测技术与节能装置安徽省重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学检测技术与节能装置安徽省重点实验室,安徽芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】TM4640 引言电动汽车(EV)在提供卓越的能源效率的同时为减少二氧化碳排放提供了巨大的潜力。

由于无线充电相比有线充电来说更加安全，方便。

现在的电动汽车充电技术从有线向无线转变。

在文献[1]中用三维有限元软件对圆形线圈的磁芯结构进行优化，使系统具有良好的传输能力。

文献[2]分析和总结了用于实现恒定(负载无关)电压或电流输出的各个无源谐振网络。

文献[3]中为增加电能的传输能力在传统的两线圈模型的基础上，增加了中继线圈，实验表明增加中继线圈可以有效的增加电能的传输距离。

对于传统补偿的弊端，将采用LCC型补偿结构使控制结构更加简单，对于线圈的偏移问题，将采用双D线圈来增强系统的抗偏移能力。

1 电动汽车无线充电系统电动汽车无线充电系统包括四个部分：带功率因素校正(PFC)的AC/DC整流器、高频DC/AC逆变器器、松耦合变压器、整流器，如图1所示。

基于双LCC结构电动汽车无线充电系统仿真设计

第36卷第10期电力科学与工程V ol. 36, No. 10 2020年10月Electric Power Science and Engineering Oct., 2020 doi: 10.3969/j.ISSN.1672-0792.2020.10.003基于双LCC结构电动汽车无线充电系统仿真设计孙舒瑶，高金凤（浙江理工大学机械与自动控制学院，浙江杭州310018）摘要：近年来无线充电方式以其安全、便捷等优势被越来越多地应用。

设计基于磁耦合谐振技术的电动汽车无线充电系统，补偿电路采用双LCC拓扑结构。

首先进行原理分析，对比Series-Series（SS）与双LCC补偿拓扑结构，建立互感耦合模型并根据输出功率、效率表达式绘制曲线，比较两种结构工作特性，分析曲线得到采用双LCC结构的优势；磁耦合机构选用不对称平面单线圈结构以增强系统的抗偏移能力，通过建立等效磁路模型计算耦合系数表达式，在MATLAB/SIMULINK上搭建仿真电路，探究电路自身工作特性，得出耦合系数、负载、调谐电感等变量对系统输出的影响，并与理论结果进行比较；在Ansys Maxwell上对磁耦合机构仿真，改变磁芯结构以及发射接收端线圈水平、垂直方向位移距离，通过云场图反映磁场大小，从而确定最佳结构；最后使用Ansys Simplorer搭建电路，与磁耦合机构进行场路联合仿真，反映瞬态磁场分布情况，验证本设计的可行性。

关键词：电动汽车；无线充电；磁耦合谐振；双LCC；场路耦合中图分类号：TM724 文献标识码：A 文章编号：1672-0792(2020)10-0016-08 Design and Simulation of Wireless Power Transfer System ofElectrical Vehicle Based on Double-LCC Compensation TopologySUN Shuyao,GAO Jinfeng(Faculty of Mechanical Engineering & Automation, Zhejiang Sci-tech University, Hangzhou 310018, China)Abstract: The Wireless Power Transfer (WPT) system has been used widely because of its advantages of safety and convenience. A WPT system of Electrical Vehicle (EV) based on magnetic coupled resonance technology and Double-LCC compensation topology is designed. Firstly, through analyzing the theory, and comparing SS with double-LCC structure based on mutual inductance coupling models, the curves according to the power and efficiency expressions are plotted. Then, one can obtain the performance of two structures and the merits of double-LCC structure. The magnetic coupling mechanism uses收稿日期：2020-06-17基金项目：浙江省自然科学基金（Y20F030015）作者简介：孙舒瑶（1998—），女，主要研究方向为无线电能传输；高金凤（1978—），女，教授，主要研究方向为自动控制系统及其仿真。

电动汽车无线充电系统仿真与设计

本次演示的研究目的是深入探讨电动汽车无线充电系统磁场仿真与屏蔽技术，通过实验研究和数据分析，优化无线充电系统的性能和安全性。具体目标包括：
1、研究无线充电系统的磁场分布规律； 2、探讨磁场屏蔽材料的性能及选用原则； 3、分析磁场屏蔽技术对无线充电系统性能的影响；
4、为电动汽车无线充电系统的优化设计提供理论支持和实践指导。
研究背景
随着全球能源危机的加剧和环保意识的提高，电动汽车的发展越来越受到人们的。无线充电技术作为电动汽车充电的一种新型方式，具有无需插拔充电插头、降低磨损和延长使用寿命等优点。然而，无线充电系统中的磁场仿真与屏蔽技术是制约其发展的关键因素。因此，开展相关研究具有重要的现实意义和理论价值。
研究目的
3、系统控制电路设计与实现系统控制电路主要包括采样电路、控制逻辑电路等。采样电路负责监测充电过程中的各项参数，如电压、电流等；控制逻辑电路则根据采样电路的输出，调整充电参数，确保充电过程的安全与稳定。
实验结果我们搭建了一个电动汽车无线充电系统实验平台，进行了为期一年的实验。实验结果显示，该系统在稳定性、准确性方面均表现出色。在稳定性方面，充电效率维持在90%以上；在准确性方面，充电位置的误差小于5mm。这些数据充分证明了无线充电技术在电动汽车领域的可行性。
参考内容
基本内容
随着全球气候变化和环境问题的日益严重，电动汽车作为一种绿色、环保的交通工具，越来越受到人们的。然而，电动汽车的普及仍面临着充电基础设施不足、充电时间长、能量密度低等诸多挑战。其中，无线充电技术的出现为解决这些问题提供了新的可能。本次演示将从技术原理、系统设计、实验结果和应用前景等方面，全面介绍电动汽车无线充电系统设计。
展望未来，电动汽车无线充电系统的研究仍有广阔的发展空间。在后续研究中，可以从以下几个方面展开深入探讨：

无线充电最完整教程---手把手教你制作无线充电器【附电路图】

⽆线充电最完整教程---⼿把⼿教你制作⽆线充电器【附电路图】
实⽤⽆线充电器设计[附电路图]
基本功能是通过线圈将H电能H以H⽆线H⽅式传输给电池。

只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进⾏充电。

实验证明．虽然该系统还不能充电于⽆形之中．但已能做到将多个校电器放置于同⼀充电平台上同时充电。

免去接线的烦恼。

1 ⽆线充电器原理与结构
⽆线充电系统主要采⽤电磁感应原理，通过线圈进⾏能量耦合实现能量的传递。

如图1所⽰，系统⼯作时输⼊端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或⽤24V直流电端直接为系统供电。

经过H电源管理H模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成⾼频交流电供给初级绕组。

通过2个H电感H线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。

2．2 发射电路模块
如图3，主振电路采⽤2 MHz有源晶振作为振荡器。

有源晶振输出的⽅波，经过⼆阶低通滤波器滤除⾼次谐波，得到稳定的正弦波输出。

经三极管13003及其外围电路组成的丙类放⼤电路后输出⾄线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去．为接收部分提供能量。

2．2 接收电路模块
测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为0．5 mm，直径为7 cm，电感为47 uH，载波频率为2 MHz。

根据并
联谐振公式得匹配电容C约为140 pF。

因⽽．发射部分采⽤2MHz有源晶振产⽣与谐振频率接近的能源载波频率。

2.3 充电电路。

基于效率寻优算法的无线充电系统设计与仿真

基于效率寻优算法的无线充电系统设计与仿真甘江华; 徐长福; 刘振威; 徐家园; 曹亚; 张晓丽【期刊名称】《《电气传动》》【年(卷),期】2019(049)010【总页数】5页(P108-112)【关键词】无线充电技术; 磁耦合谐振; 效率寻优; 控制策略; 仿真模型【作者】甘江华; 徐长福; 刘振威; 徐家园; 曹亚; 张晓丽【作者单位】国网许继电源有限公司河南许昌 461000; 国网江苏省电力有限公司江苏南京 211103【正文语种】中文【中图分类】TM28随着无线充电技术的不断发展与创新，大功率无线充电方式随之逐渐改变[1]，常规有线充电方式缺点逐渐显露，例如进行电动汽车有线充电操作每次需要插拔充电枪，充电完成后用户常常忘记归位充电枪，同时为电动汽车配置的充电桩或充电柜会占据宝贵车位面积，造成土地资源浪费[2-3]。

随着新能源产业井喷式发展，大功率无线电能传输技术备受关注，尤其在一些特定场合，无线电能传输技术具有传导式充电方式所不及的独特优势，可以极大地提高设备供电的可靠性、便捷性和安全性。

国外知名科研机构与企业投入了大量研究，提高了无线充电系统的功率等级，提出了一些拓扑先进、适用于大功率无线充电的设计方案[4-7]。

国内知名高校和企业，围绕系统拓扑分析与性能优化、线圈磁耦合机构设计、频率自适应控制与调节、关键器件特性等问题进行深入研究，为大功率无线充电技术的发展奠定了基础[8-10]。

基于耦合机构之间的磁耦合谐振原理，研制了一种基于效率寻优的大功率无线电能传输系统，该无线充电系统具有快速、安全、稳定的特点，对大功率无线充电技术的推广使用具有一定的现实意义。

1 总体设计大功率无线充电系统利用磁耦合谐振原理，合理设置发射装置与接收装置的参数，使得发射线圈与接收线圈以及整个系统都具有相同谐振频率，并在该谐振频率的驱动下使系统达到一种“弱感性”状态，从而实现能量在发射端和接收端高效的传输。

该系统主要由发射端单元、接收端单元以及谐振单元组成，其中发射端单元包括直流电源、Buck变换电路以及高频全桥逆变电路；谐振单元包括原边谐振线圈与副边谐振线圈；接收端单元包括车载功率组件以及车载电池。

手机近距离无线充电系统设计及仿真

第３６卷第２期２０２０年６月沧州师范学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣａｎｇｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．３６，Ｎｏ．２Ｊｕｎ．２０２０手机近距离无线充电系统设计及仿真梁永峰，李　正，宋翔宇（沧州师范学院机械与电气工程学院，河北沧州０６１００１）摘　要：无线电力传输是随着生活的需要而发展起来的一项新技术，可以有效减少有线充电的不便性．设计了一种手机近距离无线充电系统，利用松耦合变压器将市电通过整流滤波输出相应的直流电，通过高频逆变产生高频交变电流，再经过耦合变压器的作用使线圈周围产生不断变化的磁场，经过空气气隙在另一个线圈中产生感应电动势，从而实现电能无线传输．经仿真验证，系统的输出功率与手机充电的额定功率基本相同，有着较高的传输效率，证明了系统的可行性．关键词：无线电能传输；电磁感应；松耦合变压器中图分类号：ＴＭ１５４文献标识码：Ａ文章编号：２０９５２９１０（２０２０）０２００４３０４伴随着科学技术的发展，手机已不仅仅是一种简单的通讯工具，而是逐渐成为了人们工作、学习、生活以及娱乐中不可或缺的重要组成部分．然而，手机功能不断丰富的同时也消耗了大量的电能．传统的手机有线充电方式有着许多的弊端，比如手机充电线破损存在的触电安全隐患以及长期插拔会对手机充电口造成损坏等［１３］．本文旨在设计一种手机无线充电系统，克服传统充电方式的弊端，提供一种简洁、便利的手机充电方式，提高日常生活的安全性和便利性．１　总体设计方案根据电磁感应方式原理设计近距离无线充电电路，通过原副线圈之间的间隙进行能量的耦合以及能量的传输．在传输的过程中存在着电磁辐射与能量损耗，如果在相对近的距离内，传输效率可以维持在一个较高的水平［４］．手机无线充电系统基本流程如图１所示．当电路工作时，利用产生的振荡作用使电路发出一个脉冲频率，再通过逆变电路传给变压器的原边，即发射圈．这样就使得发射线圈周围产生磁场，当其与接收线圈距离较近时，就能够产生相应的感应电流，经过整流和滤波电路，最终得到所需要的充电电压和电流［５６］．当发射线圈与接收线圈距离控制在一定范围以内时，可以实现近距离无线充电功能．图１　系统总体框架图２　控制系统设计由于发射端和接收端之间进行的是无接触式连接，为了更加稳定地进行电能传输、减小误差，本设计采收稿日期：２０２００４０２作者简介：梁永峰（１９９０），男，河北张家口人，沧州师范学院机械与电气工程学院教师，研究方向：电磁感应．用控制系统对其加以稳定．系统将变压器的副边感应线圈输出信号反馈到发射端进行控制调节，基本实现电压的稳定输出控制，然后再采用脉冲宽度调制技术（ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＷＭ）来实现反馈控制［７］．由于最终的目标是要输出５Ｖ的电压，因此用５Ｖ的标准电压与系统输出的电压进行比较，根据二者的差值和偏离的方向得到误差传给比例－积分－微分（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｇｒａｌｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ，ＰＩＤ）控制器，以提高或降低电量，随后再将输出信号传送给滞环比较器模块，进而控制反激电路．ＰＩＤ系统的核心之处莫过于参数的计算与调试，在基本流程确定之后，参数便是这个系统运行的关键，其输入犲（狋）与输出犝（狋）的关系为：犝（狋）＝（犲（狋）＋１／（犜犻∫犲（狋）ｄ（狋））＋犜犱ｄ犲（狋）／ｄ狋）（１）传递函数为：犌（狊）＝犝（狊）／犈（狊）＝犽狆（１＋（１／犜犻狊）＋犜犱狊（２）其中，犽狆为比例系数；犜犻为积分时间常数；犜犱为微分时间常数．经典ＰＩＤ对于非线性时变系统的动态响应特性差，ＫＰ、ＫＩ和ＫＤ参数无法在线自整定，难以满足系统对变化工况的性能要求．设计采用反向传播（ｂａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，ＢＰ）神经网络，利用其自学习特性实现对ＰＩＤ参数自适应整定，从而改善系统静态特性和动态特性．犝犽＝犝（犽－１）＋犽狆［犲（犽）－犲（犽－１）］＋犜犻犲（犽）＋犜犱［犲（犽）－２犲（犽－１）＋犲（犽－２）］（３）其中，犝（犽）为第犽个采样点系统输入量，犲（犽）是第犽个采样点电压设定值和电流实际值之差．为了减小设计中ＰＩＤ闭环调节的误差，采用通过控制输出端，再将其反馈给输入端的方法实现输出跟随整定．３　充电距离与传输效率的关系充电距离的大小是影响耦合系数的重要因素，而耦合系数是直接反应无线电能传输的性能指标，因此对充电距离与传输效率关系的研究就显得尤为重要．根据电磁场定律，当有一个稳定的恒定直流电通过导体时，导体外产生的磁感应强度犅、导体半径狉、距离犾之间的关系如下：犅＝狌０４π∫犐ｄ犾×狉狉３（４）对于线圈外任意一点，电流元在此点产生的磁感应强度为：ｄ犅＝狌０４π犐ｄ犾狉３（５）又因为：＝犕×犐（６）＝犛ｄ犅（７）犽＝犕犔１犔槡２（８）根据以上公式可得：犽∝犚狉３（９）其中，犅为磁感应强度，狉为导体半径，犕为互感系数，犚为绕线线圈的半径，犐为流过线圈的电流大小，犽为耦合系数．由此可知，耦合系数犽正比于犚／狉３，所以应增大绕线线圈的半径．另外，两线圈之间的距离也应该尽可能减小，从而提高电能的传输效率．４　仿真验证分析将输入的交流电整流成固定值，通过反激变换电路调整成想要的输出电压，然后通过耦合变压器传递给接收端．将此电压值与设定值进行比较，精细调节输出最终的电压，图２为ＰＩＤ的输出给定信号［８］．图２　输出给定信号波形在发射端，考虑到松耦合变压器的线圈结构影响，为了提高系统的传输效率，采用注入高频的交流电的方法，这种方法可以减小装置体积与重量．高频电流波形如图３所示．图３　变压器原边输入高频电流波形从图３的波形可以看出，输出电压和输出电流近似于５Ｖ，１Ａ，那么可以算出整个系统的输出功率大约为５Ｗ．由于输入功率的计算是基于交流的输入，但是此时电流还不是正弦，所以在仿真时需要转换成等效的平均功率，系统的输入功率如图４所示．在仿真中加电压、电流传感器，然后用ＬＯＷＰＡＳＳＦＩＬＥＴＥＲ过滤可得到如图５的输出功率，随之得出传输效率，如图６所示．图４　输入功率图５　输出功率图６　输出效率５　小结设计了一种手机近距离无线充电系统，经ＭＡＴＬＡＢ仿真验证表明，系统输出功率与手机实际充电的功率基本一致，而且传输效率较高，可以满足近距离对手机进行充电的要求．实际中基于电磁感应的无线充电电路的传输距离可达５０ｍｍ，要想使传输性能稳定良好，则充电距离是越近越好．参考文献：［１］　马钲．无线电能传输关键问题研究及应用［Ｄ］．天津：天津理工大学，２０１７．［２］　孔杰．具有反馈调节功能的电动汽车无线充电关键技术研究［Ｄ］．南京：南京航空航天大学，２０１３．［３］　唐曼玲，包桦楠，何清，等．手机无线充电技术综述［Ｊ］．电子世界，２０１８，（８）：９１９３．［４］　任志山，黄春耀．可无线充电的锂电池矿灯设计［Ｊ］．工矿自动化，２０１７，（１２）：７６８１．［５］　陈培东．耦合谐振式非接触电能传输电路结构与传输机理的研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨理工大学，２０１２．［６］　罗陶．智能无线充电器［Ｊ］．电子世界，２０１２，（４）：２４２６．［７］　梁佰祥．车载“动中通”卫星通信地球站伺服控制系统的研究与设计［Ｄ］．南京：南京邮电大学，２０１２．［８］　熊承龙，沈兵，赵宁．基于电磁感应的无线充电技术传输效率的仿真研究［Ｊ］．电子器件，２０１４，（１）：１３１１３３．犇犲狊犻犵狀犪狀犱犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀狅犳犕狅犫犻犾犲犘犺狅狀犲犛犺狅狉狋狉犪狀犵犲犠犻狉犲犾犲狊狊犆犺犪狉犵犻狀犵犛狔狊狋犲犿ＬＩＡＮＧＹｏｎｇｆｅｎｇ，ＬＩＺｈｅｎｇ，ＳＯＮＧＸｉａｎｇｙｕ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣａｎｇｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃａｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｂｅｉ０６１００１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｓａｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｌｉｆｅ，ｗｈｉｃｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｉｎｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｃａｕｓｅｄｂｙｗｉｒｅｄｃｈａｒｇｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｌｏｏｓｅｃｏｕｐｌｉｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｕｓｅｄｔｏｔｒａｎｓｍｉｔｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｆｉｌｔｅｒ，（下转第５９页）４　结语通过Ｂｕｃｋ变换器闭环输出电压可以看出，所设计的闭环系统的性能较为良好．首先，系统稳态误差小，输出电压能满足１％的电压纹波的要求．第二，系统的超调量较小，避免了由于过大的超调量导致的输出过电压，从而使电路中的电容不会由于电压过大而烧坏．第三，系统的上升时间较快，在电源电压和负载有突变时能够快速恢复平衡状态，调节时间较小，表明该系统的响应速度较快．参考文献：［１］　杨泽轩，郑建立．基于ＭＡＴＬＡＢ的ＢＵＣＫ电路设计与ＰＩＤ闭环仿真［Ｊ］．信息技术，２０１５，（１０）：１６３１６６．［２］　赵治月．基于ＰＩＤ算法的电加热炉温度控制系统设计［Ｊ］．沧州师范学院学报，２０１６，３２（１）：５９６３．［３］　高本友，张卫平，张晓强．基于Ｂｕｃｋ电路的双闭环控制系统设计的仿真研究［Ｊ］．电子世界，２０１７，（３）：１２５１２７．［４］　孙路，陆亭华，赵继敏．ＢＵＣＫ变换器状态空间平均法建模与闭环仿真［Ｊ］．电气自动化，２０１４，３６（４）：１３．［５］　孟武胜，赵晨光．基于Ｍａｔｌａｂ的ＢＵＣＫ变换器的建模与仿真［Ｊ］．机械与电子，２００９，（３）：７９８１．［６］　隋妍，尹磊．基于超前滞后校正的Ｂｕｃｋ变换器设计［Ｊ］．数字技术与应用，２０１２，（５）：１３３１３４．［７］　孟卓．基于ＭＡＴＬＡＢ的Ｂｕｃｋ变换器补偿网络仿真研究［Ｊ］．国外电子测量技术，２０１９，３８（７）：５６６０．［８］　吕庆永，黄世震，林伟．Ｂｕｃｋ变换器在ＳＩＭＵＬＩＮＫ下的建模仿真［Ｊ］．通信电源技术，２００８，（６）：１３．犕犃犜犔犃犅犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀犆狅狀狋狉狅犾狅犳犅狌犮犽犆狅狀狏犲狉狋犲狉ＭＥＮＧＤｅｙｕｅ１，ＭＡＹｏｎｇｚｈｅｎｇ２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣａｎｇｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃａｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｂｅｉ０６１００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＨｅｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙＳａｎｍｅｎｘｉａＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｓａｎｍｅｎｘｉａ，Ｈｅｎａｎ４７２０００，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｂｕｃｋｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｓｉｍｐｌｅｉｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｏｆｏｐｅｎｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｉｓｅａｓｉｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｌｏａｄａｎｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｖｏｌｔａｇｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｅａｓｉｌｙｌｅａｄｔｏｕｎｓｔａｂｌｅｏｕｔｐｕｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ：ｗｉｔｈｌｅａｄｌａｇｒｅｖｉｓｉｏｎａｎｄｓｉｓｏｔｏｏｌｉｎＭＡＴＬＡＢ，ｔｈｅＢｏｄｅｄｉａｇｒａｍｉｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄ，ｔｈｒｏｕｇｈｗｈｉｃｈｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｎｄｓｔａｂｌｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｒｅｗｏｒｋｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｏｆｔｈｅｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｓｔａｂｌｅａｎｄａｃｃｕｒａｔｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｉｎｌｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｒｅｓｕｌｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｂｕｃｋｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐ；ｓｉｓｏｔｏｏｌ］［责任编辑：尤书才　武玉琳檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第４６页）ｔｈｅｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｉｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎｖｅｒｔｅｒ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄａｒｏｕｎｄｔｈｅｃｏｉｌｉｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｉｒｇａｐ，ｔｈｅｉｎｄｕｃｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅｉｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｎａｎｏｔｈｅｒｃｏｉｌｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｂａｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅａｓｔｈｅｒａｔｅｄｐｏｗｅｒｏｆｍｏｂｉｌｅｐｈｏｎｅｃｈａｒｇｉｎｇ，ａｎｄｉｔａｌｓｏｈａｓｈｉｇｈｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｒａｄｉｏｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎ；ｌｏｏｓｅｃｏｕｐｌｉｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［责任编辑：尤书才　武玉琳］。

电动汽车无线充电系统仿真研究

电动汽车无线充电系统仿真研究
郭平静;吴巍峰
【期刊名称】《机电一体化》
【年(卷),期】2015(0)10
【摘要】分析了电动汽车无线充电系统的组成结构,建立了电磁耦合机构的互感电路模型,分别在Pspice和Simulink中搭建主电路和控制算法,并通过SLPS实现二者间的通信连接,实现了无线充电系统的联合仿真。

仿真结果表明,该方法能对无线充电进行系统级别的仿真,验证了方法的可行性,并可提高研究工作的效率,缩短产品的开发周期。

【总页数】5页(P12-15)
【关键词】电动汽车;无线充电;联合仿真
【作者】郭平静;吴巍峰
【作者单位】同济大学新能源汽车工程中心同济大学汽车学院
【正文语种】中文
【中图分类】U469.72;TM910.6
【相关文献】
1.电动汽车无线充电系统的设计与仿真 [J], 季乐乐;高文根;陈宗禹
2.基于双LCC结构电动汽车无线充电系统仿真设计 [J], 孙舒瑶;高金凤
3.电动汽车动态无线充电及偏移检测系统设计与仿真 [J], 易先军;付龙;耿翰夫;周锐
4.电动汽车无线充电系统磁场仿真与屏蔽技术研究 [J], 朱庆伟;陈德清;王丽芳;廖承林;郭彦杰
5.电动汽车无线充电系统耦合线圈仿真分析 [J], 窦胜月;王宇;甄亚晶;田圣哲;崔金龙
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电动汽车无线充电系统仿真与设计_秦奋

电动汽车无线充电系统仿真与设计＊秦　奋　赵　强　苏成利（辽宁石油化工大学信息与控制工程学院　抚顺　１１３００１）摘　要：针对现有有线充电方式的缺点，提出了电动汽车无线充电控制系统。

采用耦合无线电能传输和三相交错式ＤＣ－ＤＣ变换器建立充电控制系统，在Ｐｓｐｉｃｅ环境下分析了无线能量传输系统特性，在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下对充电控制系统进行了仿真，搭建了ＤＣ／ＤＣ变换电路，实现了蓄电池充放电控制系统的双闭环ＰＩ控制。

通过对蓄电池充电过程、放电过程和ＰＩ控制电路仿真实验，验证了ＰＩ控制策略和三相交错并联技术的可行性和优越性。

实验结果表明，该充电方案具有易实现、充电快速的特点，使电动汽车蓄电池充放电过程更加的安全、稳定和高效。

关键词：电动汽车；无线充电；仿真中图分类号：ＴＭ７２４　ＴＮ９１９文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．１０Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｈａｒｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅＱｉｎ　Ｆｅｎ　Ｚｈａｏ　Ｑｉａｎｇ　Ｓｕ　Ｃｈｅｎｇｌｉ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｓｈｉｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ　１１３００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｗｉｒｅｄ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ａ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｒｅｅ　ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ　ＤＣ－ＤＣ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｔｏ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ　Ｐ－ｓｐｉｃｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｎ－ｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＤＣ／ＤＣ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｓ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｉｎ　ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ，ｗｈｉｃｈ　ｅｎａｂｌｅｓ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ　ＰＩｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｂａｔｔｅｒｙ　ｃｈａｒｇｅ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｂａｔｔｅｒｙ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ＰＩｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｈａｖｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｈａｒｇｉｎｇｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ，ｆａｓｔ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｂａｔｔｅｒｙ　ｃｈａｒｇｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｍｏｒｅ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｈａｒｇｉｎｇ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　收稿日期：２０１４－０３＊基金项目：２０１３年国家级大学生创新创业训练计划（２０１３１０１４８０１９）项目１　引　言发展电动汽车是节能环保和低碳经济的需求，电动汽车的充电环节至关重要［１］。

内河船无线充电系统仿真分析

•30 •内燃机与配件三相整流及PFC内河船无线充电系统仿真分析The Simulation Analysis of Using Wireless Charging System on Inland River Ship高洁;吴建国(南通理工学院电气与能源学院，南通226002)摘要：考虑将较先进的大功率无线充电技术运到电动船充电，建立内河船只无线充电系统数学模型，运用MATLAB 仿真技术，模拟该无线充电系统一般情况，及系统出现意外情况时的处理，将模糊P ID 与分段控制技术相结合，提高充电系统稳定性以及应对某些故障的自适应能力。

从理论上论证了内河船无线充电系统的可行性。

Abstract : From installing the advanced high -power wireless charging technolog ^^ into the electric boat charging , the mathematicalmodel of the riverboats wireless charging system is established , the MATLAB emulation technology is used to simulate the general situation of the wireless charging system and the disposition of unforeseen circumstances , and the fuzzy PID and segment control technology are integrated for improving the stability of the charging system and the ability of processing damage . The feasibility of using wireless charging system on inland river ship is demonstrated .关键词：无线充电；内河船;模糊PIDKey words : wireless charging ； riverboat ； fuzzy PIDi背景及研究基础我国是个能源消耗大国，同时环境污染也愈来愈严重。

物理科普在大学物理教学中的应用——以无线充电演示仪为例

物理科普在大学物理教学中的应用——以无线充电演示仪为
例
赵彩叶;蓝雷雷;潘桂侠
【期刊名称】《科技视界》
【年(卷),期】2024(14)7
【摘要】科普展厅作为科普教育活动基地,在大学物理教学中发挥着重要的作用。

以科普展厅中的无线充电演示仪为例,从背景介绍、实验原理、仪器结构以及应用等方面展开介绍,将科普教育与大学物理教学有机结合,帮助学生加深理解电磁感应现象,激发学生对大学物理的学习兴趣。

【总页数】3页(P37-39)
【作者】赵彩叶;蓝雷雷;潘桂侠
【作者单位】安徽理工大学力学与光电物理学院
【正文语种】中文
【中图分类】O44
【相关文献】
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基于电磁感应式的无线充电传输系统设计与仿真

0引言Nikola Tesla于19世纪发明了用于无线电源传输系统的特斯拉线圈,实现了电能的无线传输[1]。

虽然传统的有线电力传输能提供更高的效率,但是由于无线充电更方便、成本更低,近年来随着无线充电技术逐渐走向成熟,受到了广泛的关注与应用[2]。

从手机、牙刷充电到电动汽车、无人驾驶飞行器,传输功率也从几瓦特到几千瓦特不等。

一直以来,电动自行车都被大家视为新能源出行方式,更是绿色环保的成熟出行标志。

因此,近年来我国轻型电动车产业一直保持了80%以上的增长速度,我国轻型电动车产销量已经占到全球90%以上,成为全球最大的轻型电动车生产国、消费国和出口国[3]。

但不可否认的是,由于充电和续航的原因,使得燃油类车辆有着看似“无法被取代”的方式因而一直被视为买车首选。

而无线充电技术是电动汽车充电的理想解决方案,解决了充电不便的问题。

为了能够提高无线充电的效率及其稳定性,诸多研究人员针对不同场景提出了不同的设计方案。

文献[4]中,钱尼信等人设计了一种基于无线充电的癫痫信号检测器,并具有较高的检测精度。

文献[5]中,刘新天等人研究了电动汽车无线充电系统,设计了拓扑与控制策略,并验证了方案的可行性。

文献[6]中,叶先万等人研究了一种智能无线充电系统,有利于提高智能穿戴等微型设备的充电效率与可控制性。

当前由于对电池的存储的电量要求较低,无线充电基于电磁感应式的无线充电传输系统设计与仿真田小松1,杨华2,蔡先运1,顾淼3(1.贵州电网有限责任公司遵义播州供电局,贵州遵义563000;2.贵州电网有限责任公司遵义供电局,贵州遵义563000;3.珠海黑石电气自动化科技有限公司,广东珠海519000)摘要:针对当前有线充电方式布线复杂、缺少灵活性等缺点,以电动自行车为例,设计了一种基于电磁感应式的无线充电传输系统,分别对电磁和电路两部分进行研究,设计了无线充电传输系统线圈模型,并成功地制造了线圈。

利用ANSYS Maxwell软件对设计线圈进行了仿真,得到了线圈之间的电感系数、互感系数和耦合系数,仿真结果验证了设计系统的可行性。

无线充电系统仿真

2．（20分）设计电动汽车无线充电系统，要求:1）给出系统整体设计方案；2）设计系统功率2。

2kW,输入电压220V，输出电压300V;3）给出系统simulink仿真图及关键部分波形图;4）给出系统主要参数设计过程。

1、设计方案无线充电系统的设计功率为2.2kW，输入电压为工频交流220V，输出电压为直流300V。

根据设计要求，需要该系统有一定的自调压能力.整体设计方案为:先通过一个交直交变频器输出高频交流电，将这个高频交流电通过无线传输装置（仿真中用耦合电感代替）传输到汽车内置的接收装置.通过整流电路转化为直流电，最后通过一个带负反馈的调压电路输出300V电压并能控制充电电流。

具体设计过程如下：2。

1、首先使用一个二极管不控整流模块,将220V电转化为直流电，并使用LC滤波,滤波后的电压约为350V。

二极管不控整流模块如下图：经过LC滤波之后的输出电压：2、使用IGBT全控器件搭建单相逆变模块，将直流350V转化为高频交流电,频率为20kHz。

一般来说，频率越高，传输同样的能量使用的耦合电感越小，能量的损失也越小。

由于受到器件开关速度的显示和工业标准的限制，使用电磁感应方式的无线充电系统频率不超过100kHz.在这里我的传输频率为20kHZ,符合要求.前半部分的整体仿真模型。

包括二极管整流模块，高频逆变模块,耦合电感作为无线传输模块：经过逆变模块后产生的高频方波交流电，频率为20kHz：经过耦合线圈传输到副边的高频交流电，由于耦合线圈相当于一个电感,电压传输到副边后稍微有些畸变.另外耦合线圈相当于变压器，将电压升高到600V左右。

无线能量传输模块的设计非常复杂,在这里不做具体设计.仿真中只使用耦合线圈作为无线传输模块，接受前端的高频交流电,并通过第二个整流电路变为直流电，在这里我使用了全控型器件搭建第二个整流桥，这样可以通过改变移相角使其具有一定的调压能力。

耦合线圈副边,使用IGBT搭建单相全控整流电路：IGBT单相全控整流电路输出波形，由于电路后端还有一个斩波电路，所以这个整流电路的输出波形先升后降，最终在380V左右:最后使用一个三电平buck斩波电路结合PI控制器进行精确调压。

电动汽车高效无线充电控制系统的教学实验装置设计

图1无线充电系统主电路根据基尔霍夫电压定律，我们可推出该系统主电路等效电路的向量方程为：（1）U ·1=J ωMI ·2+I ·1（jX 1+R 1）（2）J ωMI ·1=I ·2（jX 2+R 2+R L ）在方程式中，M 为发送线圈和接收线圈之间的互感；R 1为发送回路的等效电阻，主要包括逆变电路的等效电阻和电感L 1的内阻；R 2为接收绕组L 2的内阻；R L 为整流电路及负载的等效电阻；X 1为发送端LC 串联谐振电路的电抗，X 2为接收端LC 串联谐振电路的电抗；I 1、U 1为发送圈的电流和电压有效值，I 2、U 2为接收线圈的电流和电压有效值。

教学创新为提高功率传输能力，高效S-S型无线充电系统需在LC串联谐振状态下工作，发送端和接收端的电路参数相同，即L1=L2=L，C1=C2=C，则该系统工作角频率、耦合系数分别为：（3）ω=1LC（4）K=ML然后，在LC串联谐振状态下，X1=X2=0，若忽略R1，则可推导出I1、U1分别为：（5）I1=R2+R L KLωI2（6）U1=KLωI2其中，上述（5）式表明，在I2和R L确定的情况下，通过选择较大的工作频率ω、耦合线圈电感L和耦合系数K，就可以减小发送线圈电流I1，降低逆变功率开关管的电压应力，从而提高传输效率。

（5）式所表述的主电路参数不能随意选择。

在U1一定的情况下，增大ω、L和K，将使I2减小，从而降低传送到负载上的功率。

而若设通过全桥整流后输出的充电电流I0，则I2为：（7）I2=π2I0在上述（6）式中U1是发送端逆变器的输出电压基波，其最大值受主电路供电电压U dc的限制，那么由傅里叶级数展开公式得到：（8）U lmax=4πU dc min。

在（8）式中，U dc min表示主电路供电电压的最小值，由（6）（7）（8）三个式子可推导出高效S-S型无线充电系统主电路参数设计的约束条件为：（9）KLω＜8π2·U dc max I0max。

无线充电原理概述教案

无线充电原理概述教案教案标题：无线充电原理概述教案教案概述：本教案旨在向学生介绍无线充电的原理和基本概念。

通过本课程，学生将了解无线充电的工作原理、应用领域以及未来发展前景。

通过实际案例和实验，学生将能够深入理解无线充电技术，并能够在日常生活中应用所学知识。

教学目标：1. 了解无线充电的基本原理和概念；2. 掌握无线充电的应用领域；3. 能够分析和评估无线充电技术的优缺点；4. 培养学生的创新思维和解决问题的能力；5. 通过实验和案例学习，加深对无线充电技术的理解。

教学重点：1. 无线充电的原理和工作方式；2. 无线充电的应用领域；3. 无线充电技术的优缺点。

教学准备：1. 电脑、投影仪和音响设备；2. 实验材料和设备：无线充电器、充电接收器、电池等；3. 相关案例和实验材料。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 利用投影仪展示一张无线充电的图片，引起学生的兴趣；2. 提问学生是否了解无线充电的原理和应用。

二、知识讲解（15分钟）1. 通过PPT或白板，向学生介绍无线充电的基本原理和工作方式；2. 解释无线充电的应用领域，如智能手机、电动汽车等；3. 分析无线充电技术的优缺点，并与传统有线充电进行比较。

三、案例分析（20分钟）1. 提供几个无线充电的实际案例，如无线充电汽车充电站、智能家居中的无线充电设备等；2. 让学生分析这些案例中的无线充电原理和应用，并讨论其优缺点。

四、实验演示（25分钟）1. 进行一个简单的无线充电实验演示，展示无线充电器和充电接收器的工作过程；2. 学生可以自行操作实验设备，观察充电效果，并记录实验数据；3. 引导学生讨论实验结果，总结无线充电技术的特点和应用场景。

五、小结与展望（5分钟）1. 总结本节课所学的无线充电原理和应用；2. 展望无线充电技术的未来发展趋势；3. 鼓励学生思考如何应用无线充电技术解决实际问题。

教学延伸：1. 学生可以自行搜索无线充电的相关资料，进一步了解该技术的发展和应用；2. 可以组织学生进行小组讨论，探讨无线充电技术在其他领域的应用；3. 鼓励学生进行创新设计，提出自己的无线充电解决方案，并进行展示和评选。

《无线电力传输仿真》课件

了解当前无线电力传输的应用领域，以及未来的发展前景，如汽车充电、智能家居和医疗技术。
二、电磁波理论基础
1 电磁波的概念和特性
探索电磁波的基本概念和特性，包括频率、波长和传播速度。
2 无线电波传播模型
了解无线电波在不同环境中的传播模型，如自由空间传播和多径传播。
3 电磁波的功率和辐射
场强度
2
磁共振耦合传输实验
利用磁共振耦合技术进行实验，评估其在近距离传输中的效率和稳定性。
3
微波束传输实验
搭建微波束传输系统，测试其在长距离传输中的能量传输效果和传输质量。
六、结论
1 无线电力传输的应用前景展望
展望无线电力传输在汽车、智能家居和医疗技术等领域的广阔应用前景，以及为人们日常生活带来的便利。
CST Microwave Studio
专业的微波仿真软件，用于模拟无线电力传输系统中的微波传输和辐射特性。
Zeland IE3D
适用于高频电磁仿真的工具，可用于设计和优化无线电力传输系统的传输媒介和天线结构。
五、无线电力传输实验案例
1
电磁感应耦合传输实验
了解电磁感应耦合无线电力传输的基本原理，并进行实验验证其传输效果和可行性。
2 优缺点分析和未来发展方向
分析无线电力传输技术的优势和挑战，探讨未来发展的方向，以促进其更广泛的应用和进一步的改进。
七、参考文献
学而思网校《无线电力传输仿真》PPT课件，共计216个token。
探索基于微波束传输的无线电力传输技术，了解其长距离传输的特点和挑战，以及应用领域。
四、无线电力传输仿真工具介绍
Ansys SS
一款功能强大的无线电力传输仿真软件，用于设计和分析电磁感应、磁共振和微波束传输系统。