磁耦合谐振式无线能量传输电路的设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

19世纪70年代，发电机和电动机的发明使得电力开始被广泛使用，人类进入电气化时代。电力行业的迅速发展使电网、高压线路遍布全球各地，空调、冰箱、电脑、手机、电视等等各式各样的家用电器随处可见。然而，传统电气设备的接触式供电因触点接触摩擦产生火花、绝缘与导体消损的问题，严重缩短电气设备的使用寿命，甚至对供电的安全性与可靠性产生威胁。不良电气接触连接会增加接触电阻，造成高温引起火灾，电气开关还会引起拉弧的危险。除此以外，传统的有线式电能传输有一定的局限性，无法满足在如水中、矿井、油田、隧道、人体等恶劣及特殊环境中的作业。在这种情况下，滋生了人们对无线电能传输的的诉求，使无线电能传输技术得到了飞快的发展。

无线电能传输(wireless-power-transfer，wet)，又称为无接触式电能传输(contactless-ower-transfer，cpt)，是一种利用特殊的设备，使电能在电源和负载间不通过实体的电气接触从而进行无线传输的电能传输方式。根据传输原理的不同，无线电能传输有以下几种方式：电磁辐射式、电场耦合式、磁场藕合式及超声波等；其中电磁辐射式分为无线电波和激光两种方式，磁场耦合式又分为感应式和谐振式两种。辐射式无线能量传输利用远场进行传输，电场耦合式和磁场耦合式利用近场传输。

无线电能传输（wireless-power-transfer）自20世纪初尼古拉·特斯拉（nikolatesla）首次试验以来，已经有了一个多世纪的发展。从1891到1904年间，特斯拉展开了一系列试验，最终利用磁感应耦合原理，成功通过无线电能传输的方式点亮了一只灯泡。近些年，无线电能传输技术受到了越来越广泛的关注，2007年美国麻省理工学院（mit）的matinsoljacic教授等人在中等距离无线传输方面取得了新进展，他们“隔空”点亮了一盏离电源2米开外的60w灯泡，效率达到了40%，随后磁耦合谐振式无线电能传输技术就成为了研究热点问题。在日本，“非接触充电”方式的巴士已于2008年2月在羽田机场、2009年10月在奈良分别进行了试行驶，他们将供电线圈埋入充电台的混凝土中，汽车驶上充电台，将车载线圈对准供电线圈就能开始充电，充电方式采用了基于电磁感应的方式。同年9月，美国内华达州雷电实验室的g.e.leyh等，成功研制电场耦合谐振无线能量传输实验装置，利用2个空心变压器作为无线能量传输的发射与接收端，变压器与电极连接，成功地将800w电力用无线的方式传输到5m远的距离。在美国举行的2010年国际消费电子产品展（ces）上，海尔展出了利用无线供电技术的高清电视，该电视采用美国无线电力公司（witricity）的电磁共振耦合技术。

2. 研究的基本内容与方案

1.查阅相关文献，不少于15篇，其中英文至少3篇；翻译相关外文资料英文字符不少于15000个。了解磁耦合谐振式无线能量传输技术的发展经历及趋势，认真撰写开题报告。2．比较且设计磁耦合谐振式无线能量传输电路。3．撰写论文。论文正文字数不少于15000字，设计图纸不少于3张。

研究的基本目标:

设计一个磁耦合谐振式无线能量传输系统，从总体框架出发，详细介绍高频逆变电路设计过程中的驱动芯片、功率开关管的选取等工作，最后根据设计的电路实现一个能点亮一盏2.5v/0.3a规格的小灯泡的磁耦合谐振式无线能量传输。

3. 研究计划与安排

3.2-3.12修改、完善开题报告，技术方案要详细具体、明确无误

3.13-3.20完成并上传开题报告内容，格式规范，无错字、别字3.21-3.26根据技术方案，搜集资料并理解相应理论，了解前沿技术知识3.27-4.6根据理论，搭建模块进行仿真4.7-4.27对仿真结果进行具体分析，提出改进思路和办法4.28-5.4撰写毕业设计论文目录，需要获得指导老师认可5.5-5.17根据论文目录撰写正文，内容层次清楚，格式规范，修改、完善论文5.18-5.24上传论文5.25-6.2打印论文，准备答辩

4. 参考文献（12篇以上）

[1]任立涛.磁耦合谐振式无线能量传输功率特性研究[d].哈尔滨工业大学,2009

[2]赵争鸣.张艺明.陈凯楠.磁耦合谐振式无线电能传输技术新进展[j].中国电机工程学报,2013,33(3)

[3]朱忠尼.林洁.宋庆国.磁耦合谐振式无线电能传输技术发展和应用研究[j].