非接触式手机充电系统关键问题研究

作     者：赵建文 

作者单位：河北工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚贵英;李培英

授予年度：2016年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

主      题：非接触感应充电 松耦合变压器 Maxwell Simulink 谐振补偿 

摘      要：人们日常使用的电子产品(如手机、相机、MP3等),无一例外都需要充电。传统的充电方式采用引线充电,通常一个电子产品配备一个充电器,使得每个家庭有多个充电器堆积;同时,引线充电还必须在电子设备上留有专用的充电接口,每次充电直接插拔充电器,极易引发电火花、接口损坏等问题。非接触感应充电由于充电器与待充电子产品之间没有接点,不会产生电火花,也无需担心接点的耐久性、接触不良、短路以及因进水等导致的漏电现象。选择非接触感应充电技术作为研究课题,其研究成果将带来良好的社会意义。本课题主要研究内容如下:首先,本文设计了一种符合Qi标准的松耦合变压器,其耦合能力取决于耦合系数K值的大小;利用Maxwell软件建立松耦合变压器仿真模型,分析线圈匝数、线圈直径、线圈间距、线圈偏移量、屏蔽体形状、厚度以及屏蔽体与线圈之间的距离对耦合系数K的影响。其次,对松耦合变压器的互感模型进行了谐振补偿,理论分析8种初、次级谐振补偿电路,推导出补偿电容公式,通过对比负载获得功率的大小,选择最适合本系统的补偿方式,从而优化电路性能,提高系统的传输效率。最后,利用Simulink软件搭建系统仿真电路,对系统主电路进行仿真,得到系统输出仿真波形,形象直观地显示电流与电压之间的关系。最后通过理论研究与仿真分析,验证了输出电压与输出电流符合本设计的要求。