【摘 要】
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随着电子产品的不断更新迭代,功能的不断多样化,设备的供电方式也在不断追求高效率,高可靠性。无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）因其相比于传统电线传输具有安全可靠、方便快捷等优点,使之成为当下科研人员讨论的热门话题之一。多频多负载磁耦合谐振式无线电能传输技术可以同时为多个不同频率标准的设备进行供电,对于小型化充电设备具有适应性广,频率利用率高等优点。本文提出的供电平
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:《局域覆盖的磁耦合谐振式无线电能传输网络的关键问题研究》； 江西省自然科学基金项目:《多谐振器无线电能传输系统中的交叉耦合抑制方法研究》；
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随着电子产品的不断更新迭代,功能的不断多样化,设备的供电方式也在不断追求高效率,高可靠性。无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）因其相比于传统电线传输具有安全可靠、方便快捷等优点,使之成为当下科研人员讨论的热门话题之一。多频多负载磁耦合谐振式无线电能传输技术可以同时为多个不同频率标准的设备进行供电,对于小型化充电设备具有适应性广,频率利用率高等优点。本文提出的供电平台适用于手机、平板等小型化电子设备的无线充电应用。本文研究的内容主要有:（1）以双频多负载无线电能传输系统为例,提出了一种由两个不同工作频率的电压源、一个由Helmholtz线圈和CLC频率选择网络构成的中继器、多个工作频率为两种不同频率的接收线圈以及负载电阻构成的无线充电系统。通过仔细安排两个发射线圈的相对位置以消除发射端之间的耦合;中继端线圈采用Helmholtz线圈结构,以产生能覆盖一定三维空间范围的均匀磁场,中继端采用CLC补偿网络以获得双频选择功能;在接收端,为了抑制异频干扰,采用LC器件组成的带通-带阻补偿网络。仿真和实验表明,该系统具有良好的电压负载无关特性,对异频干扰有较强的抑制作用。凭借良好的交叉频率隔离性能,高系统效率,可单频或双频工作,负载无关的常数电压输出,该系统可以轻松地用于需要双频工作的各种中小功率多负载无线充电应用或无线信息-电能协同传输应用中。（2）搭建了基于亥姆霍兹线圈的双频多负载无线充电实验系统,两组工作频率分别为60k Hz和100k Hz。在单一频率源工作和两个频率源共同工作等条件下对负载电压、系统效率等性能参数进行了测试。实验结果和理论相吻合,理论分析和实验证明,当两个不同频率电压源同时供电时,不同工作频率接收端的异频干扰得到了有效地抑制。
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