【技術分享-204】論文分享:宋顯錦,張超,徐小宇.無線電能傳輸中的高頻阻抗匹配特性分析[J].電源學報,2020,18(6)

2021-02-24 Aladdin阿拉丁

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無線電能傳輸中的高頻阻抗匹配特性分析Analysis of High-frequency Impedance Matching for Wireless Power Transmission投稿時間：2018-07-30  修訂日期：2020-11-17中文摘要:      磁諧振式無線電能傳輸技術是基於磁諧振耦合現象利用近區磁場進行非輻射性、中距離輸電的新技術。阻抗匹配技術在無線電能傳輸中廣泛使用，用以增加傳輸距離，提高傳輸效率，使負載獲得最大功率。常規變壓器適於在低頻下作阻抗匹配，在高頻時磁芯容易飽和發熱，降低傳輸效率。使用傳輸線原理繞制的變壓器通過線間電感和電容耦合傳輸能量，可用於高頻傳輸，亦可在無線電能傳輸系統中使用。首先，分析了無線電能傳輸阻抗匹配原理；然後，分析了傳輸線原理繞制的變壓器匹配特性；最後，使用高頻變壓器進行了無線電能傳輸的比較實驗。實驗結果表明，高頻變壓器可用於無線電能傳輸，匹配得當時，在增加傳輸距離的同時可保持較大傳輸效率和最大輸出電壓，是提高無線電能傳輸性能的一種可選方法。英文摘要:      Magnetic resonant wireless power transmission is a new type of technology, which conducts non-radiative, mid-range power transmission using the near magnetic field based on the phenomenon of magnetic resonant coupling. Impedance matching technology is widely used in wireless power transmission to increase the transmission distance, improve the transmission efficiency, and provide maximum power for the load. The conventional transformers are suitable for impedance matching at low frequencies, but their magnetic cores will be saturated and easily heated at high frequencies, thereby reducing the transmission efficiency. The transformers wound based on the transmission line theory can be used for high-frequency transmission by exchanging energy through inductance and capacitance coupling between transmission lines, and they can also be applied to wireless power transmission systems. In this paper, the principle of impedance matching for wireless power transmission is analyzed, and the matching characteristics of transformers wound based on the transmission line theory are analyzed. In addition, comparison experiments were carried out using high-frequency transformers. Experimental results show that the high-frequency transformer can be used in wireless power transmission. Moreover, the system can maintain its transmission efficiency and maximum output voltage while increasing the transmission distance under appropriate matching. Therefore, it is an alternative method to improve the performance of wireless power transmission.

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