無線電能傳輸系統(tǒng)的實驗波形
發(fā)布時間:2020/10/31 21:22:37 訪問次數(shù):730
微處理器完成數(shù)據(jù)采集與控制指令的發(fā)出，電磁耦合陣列與接收線圈之間形成電磁耦合，接收線圈通過橋式整流器將接收到的交流信號進行整流。A/D轉(zhuǎn)換器將整流后的直流電壓送入微處理器進行分析與處理，最后由微處理器送出控制指令。電磁耦合陣列電氣連接。
能量的損耗主要包括線圈、開關損耗及電磁耦合過程中的磁泄漏�？梢酝ㄟ^軟件控制合適的載波頻率和合適的死區(qū)時間來減小開關損耗，耦合損耗是系統(tǒng)能耗的主要部分，因為磁場傳輸介質(zhì)中包括磁導率很低的空氣磁路段，造成感應效率較低。
在電磁耦合陣列中輸入10 kHz~40 kHz的高頻信號傳輸磁場和發(fā)送能量。多個發(fā)送線圈采用水平的環(huán)形排列，使得任何用電設備在任何位置，朝任何方向，總有一個發(fā)送線圈與用電設備的接收線圈接近于全耦合。
標準包裝：2,000類別：分立半導體產(chǎn)品家庭：晶體管（BJT） - 單路系列：-包裝：帶盒（TB）晶體管類型：PNP電流 - 集電極（Ic）（最大值）：800mA電壓 - 集射極擊穿（最大值）：25V不同?Ib，Ic 時的Vce 飽和值（最大值）：700mV @ 50mA，500mA電流 - 集電極截止（最大值）：100nA不同?Ic，Vce時的 DC 電流增益（hFE）（最小值）：250 @ 100mA，1V功率 - 最大值：625mW頻率 - 躍遷：100MHz安裝類型：通孔封裝/外殼：TO-226-3，TO-92-3（TO-226AA）成形引線供應商器件封裝：TO-92-3
發(fā)射回路和接收回路的補償電容C1和C2為41 nF，系統(tǒng)諧振頻率為160 kHz。為減小輸出電壓紋波，選擇電容Co為220 μF，控制周期Tc為0.2 ms。逆變器采用兩個氮化鎵半橋功率器件LMG5200構成，續(xù)流二極管D1~D4采用型號為SR260的肖特基二極管，整流二極管D5~D8采用型號為SS34的肖特基二極管。
發(fā)射回路控制芯片采用STM32F103微處理器，霍爾電壓和電流傳感器的型號分別為HVS-AS5-5mA和HNC06LTS，為簡化實驗，采用線性隔離光耦HCNR200代替無線通信反饋信號。
采用能量注入和移相恒壓控制方法的無線電能傳輸系統(tǒng)的實驗波形，輸出功率20 W和5 W條件下系統(tǒng)的輸出電壓Uo和電流Io實驗波形，在不同負載的情況下，系統(tǒng)都能穩(wěn)定地輸出24 V的期望電壓，并且在負載電阻跳變時，輸出電壓能夠在20 ms內(nèi)快速回歸到期望值。
(素材來源：chinaaet和ttic.如涉版權請聯(lián)系刪除。特別感謝）
微處理器完成數(shù)據(jù)采集與控制指令的發(fā)出，電磁耦合陣列與接收線圈之間形成電磁耦合，接收線圈通過橋式整流器將接收到的交流信號進行整流。A/D轉(zhuǎn)換器將整流后的直流電壓送入微處理器進行分析與處理，最后由微處理器送出控制指令。電磁耦合陣列電氣連接。
能量的損耗主要包括線圈、開關損耗及電磁耦合過程中的磁泄漏。可以通過軟件控制合適的載波頻率和合適的死區(qū)時間來減小開關損耗，耦合損耗是系統(tǒng)能耗的主要部分，因為磁場傳輸介質(zhì)中包括磁導率很低的空氣磁路段，造成感應效率較低。
在電磁耦合陣列中輸入10 kHz~40 kHz的高頻信號傳輸磁場和發(fā)送能量。多個發(fā)送線圈采用水平的環(huán)形排列，使得任何用電設備在任何位置，朝任何方向，總有一個發(fā)送線圈與用電設備的接收線圈接近于全耦合。
標準包裝：2,000類別：分立半導體產(chǎn)品家庭：晶體管（BJT） - 單路系列：-包裝：帶盒（TB）晶體管類型：PNP電流 - 集電極（Ic）（最大值）：800mA電壓 - 集射極擊穿（最大值）：25V不同?Ib，Ic 時的Vce 飽和值（最大值）：700mV @ 50mA，500mA電流 - 集電極截止（最大值）：100nA不同?Ic，Vce時的 DC 電流增益（hFE）（最小值）：250 @ 100mA，1V功率 - 最大值：625mW頻率 - 躍遷：100MHz安裝類型：通孔封裝/外殼：TO-226-3，TO-92-3（TO-226AA）成形引線供應商器件封裝：TO-92-3
發(fā)射回路和接收回路的補償電容C1和C2為41 nF，系統(tǒng)諧振頻率為160 kHz。為減小輸出電壓紋波，選擇電容Co為220 μF，控制周期Tc為0.2 ms。逆變器采用兩個氮化鎵半橋功率器件LMG5200構成，續(xù)流二極管D1~D4采用型號為SR260的肖特基二極管，整流二極管D5~D8采用型號為SS34的肖特基二極管。
發(fā)射回路控制芯片采用STM32F103微處理器，霍爾電壓和電流傳感器的型號分別為HVS-AS5-5mA和HNC06LTS，為簡化實驗，采用線性隔離光耦HCNR200代替無線通信反饋信號。
采用能量注入和移相恒壓控制方法的無線電能傳輸系統(tǒng)的實驗波形，輸出功率20 W和5 W條件下系統(tǒng)的輸出電壓Uo和電流Io實驗波形，在不同負載的情況下，系統(tǒng)都能穩(wěn)定地輸出24 V的期望電壓，并且在負載電阻跳變時，輸出電壓能夠在20 ms內(nèi)快速回歸到期望值。
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