无线充电定位技术报告.ppt

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1、无线电能传输中的定位测距技术 蒲明洋蒲明洋0313202200313202201 无线电能传输介绍1 12 2 WPT中定位测距技术5 5总结与展望 3 3 模型参数设计目录2 4 4 仿真与实验结果 无线电能传输介绍1 12 2 WPT中定位测距技术5 5总结与展望 3 3 模型参数设计目录3 4 4 仿真与实验结果无线电能传输方式:电磁辐射（即射频或微波）电磁感应电磁共振4无线电能传输介绍无线电能传输介绍电磁辐射：远距离传输，km级别；电磁感应：近距离传输，cm级别；电磁共振：中等距离传输，m级别。在中小距离场合，电磁感应式WPT 和电磁共振式 WPT 传输效率相对较高。5无线电能传输介绍

2、WPT充电系统基本结构（1）原边能量变换装置，低频电信号转换成高频，便于能量传输；（2）非接触变压器，原、副边的耦合电磁能量传输；（3）副边能量接收装置，高频电能整流成直流电供负载使用。错位：错位：k:0.10.46 无线电能传输介绍1 12 2 WPT中定位测距技术5 5总结与展望 3 3 模型参数设计目录7 4 4 仿真与实验结果常用导引定位技术电磁感应式导引：可控可靠性高成本较低的优点更加均衡8原边线圈感应磁场分布计算毕奥萨伐定理推导得单根有限长直导线所产生的磁场分布：其中，9单根有限长直导线垂直方向磁场分布：10 坐标变换，将另外三条边坐标（y，l-x，z）、(l-x，l-y，z)、（

3、l-y，x，z）带入前述公式得到原边方形线圈空间感应磁场垂直方向分布：原边线圈感应磁场分布计算副边及定位线圈感应电动势计算定位线圈感应电动势：副边拾能线圈感应电动势：线圈待设计参数：l匝数N1、N2，面积S1、S2，电流频率f、幅值A，使感应电动势在0.1V3V范围内方便实验检测l同时具体参数确定后方便采样进而设计算法1112副边线圈定位测距算法角度错位：原、副边中心正对，仅有角度旋转错位平行错位：仅有距离偏移，没有角度偏移，四边分别平行13平行错位定位算法利用定位线圈与副边线圈“组合线圈”相配合进行定位与平移校正：1.划分原边线圈，确定各定位区域 2.检测制作定位参照表 3.实际定位，查表对

4、比14零定位线圈检测出现感应电动势平行错位定位算法单个定位线圈检测感应电动势两个定位线圈检测感应电动势三、四个定位线圈检测感应电动势15平行错位定位算法平行错位定位算法流程图：16角度错位定位算法利用副边线圈进行定位与旋转校正：1.检测副边线圈不同错位角度下（00450）的感应电动势，制作偏移角度与感应电动势的对应参照表 2.实际定位，并旋转校正直至基本正对17角度错位定位算法角度错位定位算法流程图：无线电能传输介绍1 12 2 WPT中定位测距技术5 5总结与展望 3 3 模型参数设计目录18 4 4 仿真与实验结果19原边线圈及电路模型参数设计原边线圈根据实际应用绕制为正方形边长20cm，

5、匝数N0=8匝20原边线圈及电路模型参数设计波形发生器产生一方波信号，频率f0=80kHz，高电平VH=5.0V，VL=0.0V，方波占空比为49%；信号分两路分别通过缓冲器与半桥驱动后作为控制开关的信号，直流源变换为后续需要的方波；通过LC谐振电路变换为高频正弦信号。正弦交流电发生电路模型设计（设计通过原边线圈高频正弦交流电幅值Im=1.25A，频率f=80kHz。）21设计直流源的输出大小原边线圈及电路模型参数设计线圈导线能承受最大电流：实际流过原边线圈电流的峰值：导线线径d=0.1mm，匝数n=100匝Im=4.71ALS=32.1H，RS=144.0m，Im=1.25A4.71A，满足

6、要求，得到Vin=18.0V定位线圈参数设计 Maxwell 3D磁场仿真，确定定位线圈形状模型建立 环形结构 方形结构22环形结构磁场3D仿真侧视图与正视图：环形结构：磁力线在空间分布均匀，能够较好地满足系统对线圈电磁串扰影响、检测精度等方面的要求。定位线圈形状设计23方形结构磁场模型与3D仿真图：方形结构：磁力线在空间分布不均匀，在线圈顶点处磁力线密集，四周相对稀疏，易造成感应电动势的不稳定，影响系统的检测定位精度。定位线圈形状设计2425定位线圈参数设计定位线圈匝数N1=112匝，面积S1=0.2cm2，将原边线圈包围平面划分为99的81个定位小区域。无线电能传输介绍1 12 2 WPT中定位测距技术5 5总结与展望 3 3 模型参数设计目录26 4 4 仿真与实验结果27方形原边线圈空间感应磁场分布仿真28定位线圈参数设计29定位线圈参数设计