功率放大器在無線電能傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用

時間：2023-01-12作者：西安安泰電子科技有限公司瀏覽：153

實驗名稱：無線電能傳輸系統(tǒng)中新型線圈結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)恒定互感計算與優(yōu)化

研究方向：無線電

測試目的：

從線圈本體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計出發(fā)，基于準(zhǔn)恒定互感計算與優(yōu)化方法，設(shè)計了在水平方向具有高偏移容忍度的新型線圈結(jié)構(gòu)，在不需要額外增加任何諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和輔助控制裝置的情況下，能夠大幅度提高系統(tǒng)在水平方向上的抗偏移能力。

測試設(shè)備：ATA-3090功率放大器、任意波形函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字功率分析儀、示波器、三維移動平臺、**線圈、**端補(bǔ)償電容、接收線圈、接收端補(bǔ)償電容和無感負(fù)載電阻。

實驗過程：

圖1：無線電能傳輸試驗平臺

首先搭建MCR-WPT系統(tǒng)樣機(jī)和無線電能傳輸試驗平臺如上圖圖1所示，圖中實驗儀器分別為功率放大器、任意波形函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字功率分析儀、其中任意波形函數(shù)發(fā)生器和Aigtek的ATA-3090功率放大器組成系統(tǒng)電源，負(fù)載電阻采用高精度無感可調(diào)變阻器，高精度三維移動平臺可以實現(xiàn)線圈間水平方向偏移，移動距離精度可達(dá)0.1mm，示波器用來觀測系統(tǒng)輸入輸出波形，使系統(tǒng)保持諧振狀態(tài)，數(shù)字功率分析儀用來分析系統(tǒng)的輸出功率和效率。通過連續(xù)改變兩接收線圈反串聯(lián)型結(jié)構(gòu)的接收線圈在Y軸方向的偏移距離，得到系統(tǒng)輸入電壓、輸入電流與輸出電壓、輸出電流以及系統(tǒng)傳輸效率隨偏移距離的變化情況如圖2和圖3所示。

圖2：輸出功率與傳輸效率隨偏移距離變化關(guān)系圖

圖2為偏移時系統(tǒng)的輸出功率和傳輸效率隨偏移距離的變化關(guān)系，系統(tǒng)傳輸效率指負(fù)載功率與電源的輸入功率之比。線圈正對時，系統(tǒng)輸出功率為54.63W，傳輸效率為91.37%；當(dāng)**線圈沿Y軸+方向偏移到極限距離240mm時，系統(tǒng)的輸出功率為55.33W，傳輸效率為91.18%；當(dāng)**線圈沿Y軸-方向偏移到極限距離240mm時，系統(tǒng)的輸出功率為57.22W，傳輸效率為90.03%。在**過Y軸+方向或Y軸-方向的偏移極限距離后，再隨著偏移距離的增加，系統(tǒng)傳輸效率加速下降，這是由于互感減小導(dǎo)致的；同時系統(tǒng)的輸出功率也迅速增大，這是因為互感在一定范圍內(nèi)的減小會引起**線圈Tx中的電流增加，從而使得系統(tǒng)輸出功率增加。

圖3：輸出電壓與輸出電流隨偏移距離變化關(guān)系圖

系統(tǒng)的輸出電壓Uout和輸出電流Iout隨偏移距離的變化關(guān)系如圖3所示，從系統(tǒng)輸出電壓曲線上看，Y軸+方向的極限偏移距離為240mm，此時Uout為24.18V，Y軸-方向的極限偏移距離同樣也為240mm，此時Uout為24.52V，而在**出Y軸+方向和Y軸-方向極限偏移距離后，Uout不能穩(wěn)定在24V，并隨偏移距離的增加而增加。

實驗結(jié)果：

兩接收圓形線圈反串聯(lián)型結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的抗偏移性能。**線圈外圈直徑為465mm，接收線圈外圈直徑為610mm的磁耦合機(jī)構(gòu)，在Y軸+方向和Y軸-方向極限偏移距離240mm范圍內(nèi)，系統(tǒng)的傳輸效率整體上幾乎不隨偏移距離的變化而變化，而且傳輸效率始終保持在以上，輸出功率變化不**過5%，在沒有任何輔助控制裝置的情況下，系統(tǒng)輸出電壓和輸出電流也基本可以保持恒定。

兩接收線圈反串聯(lián)型結(jié)構(gòu)通過優(yōu)化設(shè)計后，在沒有增加任何阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和輔助控制裝置的情況下，可實現(xiàn)系統(tǒng)在任意水平方向（包括X軸和Y軸方向）偏移240mm內(nèi)（相當(dāng)于**線圈外徑的51.6%）以上率能量傳輸，輸出功率和傳輸效率幾乎可以保持恒定，同時可以實現(xiàn)恒壓和恒流輸出，能夠較大簡化MCR-WPT系統(tǒng)的恒壓或恒流控制策略，并降低系統(tǒng)的成本和控制難度。此結(jié)構(gòu)不僅適用于便攜式和家用移動電子產(chǎn)品的靜態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)，同時也適用于電動汽車和工業(yè)機(jī)器人等動態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)。

安泰ATA-3090功率放大器：

圖：ATA-3090功率放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費試用。 


西安安泰電子科技有限公司專注于高壓放大器,功率放大器,射頻功率放大器,電壓放大器,功率放大器模塊,功率信號源,高精度電流源,高精度電壓源等

• 詞條

  詞條說明

• 電壓放大器在鐵電材料表征中的應(yīng)用有哪些

  電壓放大器在鐵電材料表征中具有廣泛的應(yīng)用。鐵電材料是一類特殊的功能材料，具有*特的電荷分布和結(jié)構(gòu)變化特性，在電子器件、傳感器、存儲器等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用**。而電壓放大器作為一種重要的電子器件，可以提供穩(wěn)定可靠的信號放大功能，為鐵電材料的表征和研究提供了有效的手段。電壓放大器在鐵電材料的較化行為測量中發(fā)揮著重要的作用。鐵電材料的較化行為是其特有的性質(zhì)之一，通過對其施加不同的電場并測量材料響應(yīng)，可以

• 電壓放大器在混凝土組合結(jié)構(gòu)界面損傷檢測研究中的應(yīng)用

  實驗名稱：鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)界面損傷檢測技術(shù) 研究方向：無損檢測 測試目的： 針對MASW方法的界面損傷方法，開展了系統(tǒng)的理論分析、試驗研究和參數(shù)分析，提出了完整的測試流程。研究成果可進(jìn)一步完善鋼-混組合結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)，可用于指導(dǎo)MASW方法的實際工程應(yīng)用。 測試設(shè)備：ATA-2041電壓放大器、采集卡、示波器、任意函數(shù)波形發(fā)生器。 實驗過程：圖：MASW試驗檢測系統(tǒng) 搭建MASW檢測系統(tǒng)，M

• 高壓放大器在粒子領(lǐng)域中的應(yīng)用

  高壓放大器在粒子領(lǐng)域中扮演著重要的角色。粒子可以用來研究物質(zhì)中微觀世界的性質(zhì)，包括基本粒子的結(jié)構(gòu)和相互作用等。粒子工作原理的**是電場和磁場，而高壓放大器則能夠提供強(qiáng)大的電場信號，為粒子的工作提供了重要支持。粒子中較重要的部分之一是電源，它需要提供穩(wěn)定的直流高電壓。高壓放大器通常作為一種高電壓穩(wěn)定器，用于為電源提供穩(wěn)定的直流高電壓信號。如果高壓信號發(fā)生波動或者噪聲，則有可能影響到整個粒子的工作，造

• 高壓放大器研究方向及其應(yīng)用領(lǐng)域

  高壓放大器是一種電子設(shè)備，用于將輸入信號的電壓增大到較高的輸出電壓。它在許多領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，包括通信、、科學(xué)研究等。高壓放大器的研究方向主要集中在以下幾個方面：提高功率效率：高壓放大器需要能夠提供足夠的輸出功率，同時盡量減少能量的損耗。因此，研究人員致力于開發(fā)新的放大器結(jié)構(gòu)和優(yōu)化設(shè)計，以提高功率轉(zhuǎn)換效率。擴(kuò)展頻率范圍：不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω邏悍糯笃鞯念l率要求不同。有些應(yīng)用需要寬帶放大器，可以覆蓋較大