非接触式感应充电电路的研制

论文摘要

在无线电能传输系统中,松耦合系统虽然距离较短,但是具有高效率、大功率、和较低辐射等特点而获得应用,本文讨论了松耦合无线电能传输在便携式设备充电器上的应用。论文首先介绍了常用电池的种类、使用特点和充电方法,然后给出一般松耦合系统的电路结构和各种铁芯结构的磁场分布,根据反射阻抗的概念,详细讨论了各种电路补偿方式和铁芯结构对电路性能影响,接着具体分析了半桥电容串联谐振变换电路的具体波形和传输效率。但是由于耦合电感是非紧密耦合,而且空隙宽度根据实际需要会不断变动,造成副边反映到原边的等效阻抗不断变化,电路的谐振点也不断变化,而且气隙宽度为无限大时电路会产生较大的输入电流,所以必须建立闭环回路调节半桥变换器的切换频率,以便使电路工作在谐振点周围,并且在副边感应结构远离原边时使系统处于待机状态。提高系统的传输效率。最后根据实验特性、传输距离、功率要求,利用锂离子电池充电芯片完成整个无线充电器的制作。在耦合电感空隙宽度在2mm情况下,充电器的传输效率可以达到80%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和目的
• 第二章 感应线圈基本特性分析与电池充电技术
• 2.1 前言
• 2.2 电磁感应的基本原理介绍
• 2.3 磁性材料的基本特性
• 2.3.1 磁化曲线
• 2.3.2 铁磁材料介绍
• 2.3.3 感应结构类型
• 2.4 二次电池介绍
• 2.4.1 铅酸蓄电池
• 2.4.2 镉镍电池和镍氢电池
• 2.4.3 锂离子电池
• 2.5 电池充电方法
• 2.5.1 定电流充电法
• 2.5.2 定电压充电法
• 2.5.3 定电流与定电压充电法
• 2.5.4 脉冲充电法
• 第三章 半桥串联谐振变换器
• 3.1 前言
• 3.2 变压器等效模型
• 3.3 电磁感应互感模型分析和补偿电路
• 3.3.1 补偿电路
• 3.3.2 副边补偿
• 3.3.3 原边补偿
• 3.4 半桥串联谐振变换器结构
• 3.5 半桥串联谐振变换器的效率分析
• 3.5.1 半桥串联谐振变换器的工作状态
• 3.5.2 原边谐振电路的效率
• 3.5.3 副边整流电路效率
• 第四章 硬件电路设计
• 4.1 前言
• 4.2 原边电路设计
• 4.2.1 闭合控制电路的设计原理
• 4.2.2 半桥驱动电路
• 4.2.3 频率调节控制电路
• 4.2.4 电流调节电路
• 4.3 副边电路设计
• 4.3.1 稳压电路
• 4.3.2 充电电路
• 4.4 电路设计流程和电路图
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢