1、中文 3540字 ,2760单词， 14600英文字符 出处： Kim S M, Moon J I, Cho I K, et al. 130W power transmitter for wireless power charging using magnetic resonanceC/Telecommunications Energy Conference (INTELEC), 2014 IEEE 36th International. IEEE, 2014: 1-5. 130W磁耦合式无线 充电 变送器 Seong-Min Kim, Jung-Ick Moon, In-Kui Cho, J
2、ae-Hoon Yoon, Woo-Jin Byun 摘要 本文提出了一种利用磁谐振进行无线电能传输的电能变送器。该变送器由DDS(Direct Digital Synthesizer)（产生 RF信号）， F类功率放大器（放大 RF信号至 130W）， FSK模块（与接收端通信），直流交流变换器（为 控制电路提供直流电 ） 组成 。其工作频率从 1.6MHZ到 2.0MHZ，其输出功率以 2W 为步进从 1W 到 130W 可调 以适应 1.7MHZ 带宽的无线充电系统。为了控制输出功率，功率放大器的偏置电压从 30V 到 105V 可调。利用分析回波损耗的方法，该电能变送器具有频率搜索和保
3、护的功能。为了实现回波损耗 的 测量， 我们使用了一个双向耦合器和两个电能监测电路。从电能变送器的测量可得，在 50W 到 130W 的范围内，DC to RF 变换器的变换效率超过了 80%。 无线充电系统能应用于现有的电能变送器。该系统是为 12V 锂 -铁电池的充电而设计的，这种电池常被使用在代步交通工具上。在电能发射器和接收器之间使用 424MHZ 的 FSK 通信系统不仅可以进行输出功率的控制 还可以 保证电能传输效率。充电过程中，系统的平均效率大约是 50%。 关键词：无线电能、能量传输、功率控制、磁耦合 简介 自从 2007 年 磁谐振无线电能传输的技术被发表以来，许多理论和研究
4、转向了适用于手机等的低功率电子设备和电动车的大功率电子设备，使得这些电子设备商业化。 但是对于中等功率的无线电能传输研究还很匮乏。中等功率部分与人们的生活联系的更加紧密，因为在家中和办公室里，许多用电设备都是中等功率的。 为了给人们生活提供更大的便利和灵活性，中等功率的无线电能传输系统注定会被实现。目前有两种非常有潜力的可应用于中等功率的技术。 第一种是磁感应，第二种是磁谐振。其中磁感应已经应用于低功率充电设备，例如手机等。磁感应方式在短程能量传输方面具有许多优势，例如接近变压器的效率，线圈尺寸小，但是其同时也限制了设备本身的空间位置，而且当多设备同时连接时具有先天缺点。 而 另一方面， 磁谐
5、振技术在传输距离和设备空间位置的灵活性方面具有许多优势。所以磁谐振技术更适用于中等功率的无线电能传输。 本文介绍了磁谐振式无线电能变送器， 该变 送器 主要 由 DDS(Direct Digital Synthesizer)， F类功率放大器，回波测量模块， FSK (Frequency Shift Keying)模块，微控制器 MCU 等组成 。 其工作频率从 1.6MHZ 到 2.0MHZ 可调，主要工作于 1.7MHZ 频段。最大输出功率为 130W，以2W 为步进从 1W 到 130W 可调。当输出功率在 50W到 130W 之间的时候， DC to RF 能量转换器的效率超过 80%
6、 电能变换器的设计 电能变换器，如图 1 所示， 由 DDS（产生 RF信号）， F类功率放大器（放大 RF信号至 130W） ，回波测量模块（测量电能变换器输出的回波损耗以便于搜索最优工作频率和防止反射功率损坏电路）， FSK 模块（与接收端通信）和 MCU 微控制器（控制电能变换器的运行）。为了达到最大的 无线电能传输效率，最优的频率搜索功能和输出电能控制功能已经集成到电能变换器里去了。 A DDS模块 DDS模块是作为信号源来产生 RF射频信号的。为便于磁谐振式无线电能传输，信号源 必需有很快的锁定时间和很高的频率分辨率 。有很多方式来产生信号，其中 DDS 具有很快的锁定时间和很高的频率分辨率。 AD9912 芯片被应用于 DDS 模块。图 2 所示为 DDS模块的电路原理图。左边是 DDS芯片，右边是 DDS芯片的时钟电路。如图 2 所示， 960MHZ 的 标准 振荡器 被用来 产生准确的单个的信号 和 1HZ 频率 。 B F 类功率放大器 为了提高系统的整体效率， 适用于无线电能传输系统的电能变送器 需要大功率的 R
