摘要：磁耦合谐振无线能量传输技术近几年已经引起了广泛的关注和研究,但因为收发线圈体积较大,对于小功率设备的实际应用存在一定的困难.针对该问题,首先建立无线能量传输模型,从理论角度分析线圈Q值在能量传输中的作用;其次,通过三维电磁仿真软件HFSS对手持设备尺寸大小的平面螺旋电感进行优化设计;最后搭建一个小型无线能量传输系统,实现距离为0.1m、传输效率为60%、接收功率为5 W的能量传输,为小体积线圈在小功率设备中的应用提供参考.

摘要：无线能量传输系统暂态过程中的高阶非线性问题是负载测量和辨识的一个难点,在处理由于高阶非线性出现的拍频信号时,现有模拟包络检波方法存在信号易失真、电路灵活性差以及测量范围有限等问题。针对此,提出基于希尔伯特变换的数字包络检波方法。在希尔伯特变换的基础上,设计数字包络检波器,提取电压拍频信号的包络线,并通过仿真和实验对所提方法进行验证,结果表明:对于不同待测负载,该方法均能够准确提取电压拍频包络线,实现负载阻值1~2000Ω范围内误差小于5%的测量。该方法拓宽了基于暂态特征参数的非接触负载测量的范围,为无人机等飞行器电池内阻的测量提供了新思路。

摘要：针对无线能量传输系统在整流过程中采用二极管等非线性元器件容易引发高次谐波的问题,设计了基于多扇形枝节结构的多频段微带滤波器。该滤波器采用微带传输线和扇形微带枝节结构组合成等效LC滤波电路,通过三个不同尺寸的扇面对2.4 GHz、4.8 GHz和7.2 GHz频率的谐波进行抑制。采用ADS软件对滤波电路进行仿真和优化,在此基础上对其进行了加工与测试,测试结果表明,滤波器在这三个频点的|S21|值均达到-40 dB以下。

摘要：设计了一种新型的、基于无线供能的主动式胶囊内窥镜系统,包括胶囊内镜、主动运动、无线供能3个子系统。胶囊内镜子系统可实时获取、传输肠道内部的图像信息;主动运动子系统将微型电机的旋转运动转化为胶囊内窥镜的径向和轴向伸缩,并按照一定的时序配合实现仿尺蠖运动;无线供能子系统接收体外发射线圈产生的电磁场能,将其转换成电能,为整个系统提供能源。后续实验表明:主动式胶囊内窥镜可以运动、定位到肠道病灶点,进行主动式图像诊察,可克服已有胶囊内窥镜不能主动运动,仅靠胃肠蠕动来推动而造成的漏检、误检等缺陷。

摘要：提出一种非接触供电与电磁悬浮技术相结合的实现方案。非接触供电利用电源测的线圈产生的交变磁场耦合到负载侧的线圈,进而将电能传递给负载,而电磁悬浮技术是利用电磁力来控制物体悬浮的空间位置。将两项技术相结合,研制了一种无线供电磁悬浮灯饰。灯头可在距顶座约2 cm^3 cm位置悬浮发光,实现预期效果。灯饰具有安全便利、美观别致、照明效果好等特点,具有良好的市场前景。

摘要：本文提出一种具有超宽输入功率范围的三路整流电路.通过在三条整流支路中采用不同阈值电压的二极管,使每条支路对不同输入功率进行高效整流,三条整流支路协同作用,使所提出的整流电路能够在超宽输入功率范围内保持高效率工作;设计并实现了一个工作在2.4 GHz的三支路整流电路,三条整流支路分别实现在-10~11、11~24和24~35 dBm的功率范围内,效率保持在30%以上.测试结果表明:在-6~25 dBm的输入功率范围内,电路的转换效率均可保持在40%以上,最高效率可以达到71.2%.所提出的整流电路对输入功率的灵敏度较低,能够在超宽输入功率范围内实现高效率能量转换,可用于能量收集或动态无线能量传输系统中.

摘要：针对磁耦合谐振无线电能传输系统中线圈之间方位改变对系统传输性能的产生影响的问题,利用互感耦合模型,得出了互感系数与系统传输功率和效率的关系;进一步分析了轴向距离、径向距离和偏转角度的改变对传输性能造成的影响,并利用有限元软件进行仿真建模分析。研究表明:存在最佳的轴向和径向距离,使得系统传输功率最大;而传输效率却随着轴向和径向距离的增大而减小。偏转角度在一定范围内,系统传输功率和效率基本不变;超出一定范围则逐渐较小。当偏转夹角为90°,传输功率和效率几乎为0。实验验证了理论分析的正确性,可为移动物体的无线充电系统设计和参数优化提供了有效的参考。

摘要：传统方法设计电磁谐振式无线电能传输系统时,参数一直靠人工设定,实际应用中很难达到最优的传输效率。文章使用量子遗传算法对无线电能传输模型的参数进行优化,该算法以量子理论和量子计算为基础,采用量子比特实现个体编码,然后对每次迭代中的个体通过量子旋转门操作进行最优解搜索;最后,通过对一个谐振式无线电能传输系统进行仿真分析,对算法的有效性进行了验证;事实证明,该算法能够较快地搜索到局部最优解,验证了量子遗传算法对参数优化问题的有效性,为无线电能传输模型的制作优化奠定基础。

摘要：无线能量传输系统(WPT)具有高度的灵活性和便利性,可作为电源元件广泛应用于可穿戴和便携式电子设备领域。但受传输频率、发射模块功率放大电路的损耗等因素对传输效率和传输距离的影响,WPT无法充分发挥其预期的潜力。为改善WPT的传输效率,提出了一种高效率氮化镓E类功率放大器,并通过理论分析确定了工作频率和功率管型号,然后运用ADS软件对基于氮化镓(GaN)的E类功率放大电路进行了参数设计和仿真调试。仿真结果表明,在工作频率为13.56 MHz、负载为50Ω的情况下,功率附加效率(PAE)最大可达97.4%,输出功率可达44.4 dBm,同时在20~100Ω负载范围内,PAE都能达到90%以上,符合分析结果,可用于提高WPT系统的传输效率和传输距离。

摘要：理论上磁谐振无线能量传输可以做到很高的效率,然而在实际情况下由于各种各样介质的影响,实测效率与理论值难以保持良好的一致性。为了解决实测效率与理论效率偏差较大的问题,提出了基于等效电路模型的非铁磁性介质中的磁谐振无线能量传输系统。从计算与仿真角度分析了不同介质的对线圈阻抗与谐振频率的影响,且计算与仿真结果吻合良好。提出了介质中高效率系统的设计步骤,优化后仿真结果表明可以提高30%以上的效率。