基于无线能量传输系统的电磁兼容性研究

来源 :湖北工业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:hu_jie
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近年来,随着电力电子技术的迅猛发展,电子产品对电源的性能有越来越高的要求。普通电源供电必须通过电源线、信号线等导线连接才能完成,这种供电方式无法摆脱导线的束缚,会存在导线接触、摩擦等产生放电的危险,而且使用起来也极不方便。而无线能量传输技术作为一种新型的供电技术,以非接触方式从固定电网获取能量并传输给用电设备。它综合运用电力电子技术、电磁感应耦合技术、高频变换技术等高新技术,相比传统的供电方式,不仅安全性好、效率高,而且方便快捷,因此引起了人们越来越多的关注。
  另外,随着数字控制电路的普及和发展,电力电子装置也逐渐趋向小型化、高频化以及大容量等,其电磁环境也越来越复杂,随之而来的电磁干扰也日益严重。电子设备工作时产生的电磁干扰以及辐射、泄露的电磁波都会对其它电子设备的正常工作产生影响,如性能降低、功能紊乱、误动作等。因此,对于电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)问题也必须予以高度的重视。
  本课题研究的磁耦合谐振式无线能量传输技术,与非接触感应式充电技术以及电磁波式无线能量传输技术相比,具有传输距离远、效率高、定向性好且无辐射等特点,但其同样也存在着电磁干扰问题。本文以无线能量传输系统为研究对象,以该系统主要模块电路为研究内容,分析其产生的电磁干扰及抑制方法。通过理论分析、模型建立与仿真计算相结合的方法,对驱动控制模块、高频逆变模块以及整流滤波模块进行研究。首先,概括了供电技术的发展历程和无线能量传输的特点及其伴随的EMC问题,明确了本文研究的意义。其次,阐述了磁耦合谐振式无线能量传输机理及频率特性,以及电磁兼容标准和要求。然后,详细分析了无线能量传输系统的模块电路及电磁干扰。最后,针对无线能量传输的特点,运用电磁兼容理论,重点阐述了驱动控制电路和高频逆变电路的设计,并通过仿真分析、计算,从理论上证明了设计的可行性,较好的解决了无线能量传输过程中的电磁干扰问题,对无线能量传输系统的研究及电磁干扰的抑制有一定的指导作用。
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