非对称线圈谐振式无线充电系统的设计与研究

论文摘要

动物机器人神经刺激器使用微型电池供电,较小的电池容量限制了刺激器的工作时长,为能使刺激器持续工作,文中提出一种基于无线充电的供电方案。为减小接收线圈的重量和尺寸对动物运动的影响,需要选择较小的尺寸,同时要保障足够的传输功率,因此提出并设计了基于非对称谐振线圈的无线充电方案。首先,基于电路理论和无线电能传输系统的电路模型,分析无线电能传输系统传输特性;然后,基于Matlab分析线圈匝数和线圈半径对传输性能的影响,并通过HFSS探明了非对称谐振线圈情况下传输距离与磁场的空间分布的关系;最后,建立一套基于磁耦合谐振的非对称无线电能传输实验平台,并进行实验验证。实验结果表明,理论数据、模拟数据和实验数据吻合较好,此方案既能满足接收线圈尺寸小的要求,又能抑制频率分裂,提高传输功率和效率,完全适用于动物机器人神经刺激器的无线电能传输。

论文目录

• 0 引言
• 1 系统建模和分析
•   1.1 建立电路模型
•   1.2 电路模型的传输特性分析
• 2 仿真分析
•   2.1 线圈匝数对传输性能的影响
•   2.2 线圈半径对传输性能的影响
•   2.3 基于磁场分布的HFSS仿真
• 3 实验验证
•   3.1 实验装置
•   3.2 验证比较
•   3.3 验证结果
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨瑞东,杨俊卿,孙博

关键词: 充电系统,动物机器人,无线电能传输,非对称谐振线圈,频率分裂,传输效率,仿真

来源: 现代电子技术 2019年12期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 山东科技大学电气与自动化工程学院

基金: 国家自然科学基金:基于动物机器人的植入式专用芯片设计与实验研究(61203370)~~

分类号: TM724

DOI: 10.16652/j.issn.1004-373x.2019.12.022

页码: 94-99

总页数: 6

文件大小: 2888K

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