非接触式电能传输

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1、非接触电能传输系统综述摘要：电能的当今最主要的能源之一，近年来兴起的非接触电能传输供电技术解决了传统接触式供电的一些弊端。本文介绍了非接触电能传输的技术背景和国内外的研究现状，对比了三种非接触电能传输方法。然后着重介绍目前研究较为深入的感应耦合电能传输（InductivePowerTransfer,IPT)在手机和电动汽车充电领域的最新研究成果和实际应用。最后，文章总结了非接触电能传输的研究意义和发展前景。关键词：非接触电能传输，感应耦合，非接触供电APerspectiveofWirelessPowerTransfe

2、rAbstract：lectricalpowerisoneofthemostimportantpowerformsnowadays.Recently,wirelesspowersupplytechniquesolvedmanydisadvantagesarousinginconventionalformofpowertransfer.Thepaperintroducesthetechniquebackgroundandtheachievementoftheresearchinandaboard,andcompares

3、threekindsofmethodtoenablewirelesspowertransfer.Andthen,thepaperemphasizesthepracticalapplicationofInductivePowerTransfer(IPT)inthewirelesschargingofmobilephoneandelectricalvehicle.Finally,thepaperdrawsaconclusionofthevistaofwirelesspowertransfer.Keywords:Wirel

4、essPowerTransfer,inductivelycoupled,contactlesspowersupply1引言电能是传统石化燃料的主要替代能源，并且在实际应用中电能也是最好的取代和应用的清洁能源之一。但是电池在目前的技术水平下有两个个问题无法解决：一是充电时间长；二是续航时间短。各行业寄希望于电池行业能够早日实现技术突破，解决掉这两个技术难题。然而，电池技术在短时间之内是很难有质的飞跃，所以各用电企业需要寻找一种现实的解决方案，其中非接触充电和供电是其中一个重要的研究方向。为了使移动电子终端及电动汽车用户

5、摆脱使用充电器充电、更换电池以及接插家电设备电源线等麻烦。利用无线方式将电能传输到所用产品的技术即将进入实际应用阶段。其中，非接触式充电，是一种只要将电子产品放在充电台上就能充电的技术。实现非接触充电的技术主要有三种形式：1、感应耦合型；2、无线电接收型；3、共振型。目前，感应耦合技术已经在部分领域中得到应用，包括电动剃须刀、电动牙刷、净水器和无线电话等。由于这种技术在增大功率等方面不断取得进展，已经应用到手机等出货量非常大的电子终端中。近几年，随着人们对清洁能源和电动汽车的需求越来越大，国内外的大学和研究机构纷纷开

6、始着手研究电动汽车方便、快捷、高效充电的方法，已取得一定的成果。另外，共振型非接触电能传输能够实现远距离、大功率的电能传输，可以应用于电子终端、电动机车、水下、地下等用电设备的充电和供电，但是目前还停留在研究阶段。传统供电技术是用电设备通过电缆、插头等直接从电源获取电能的供电模式，这种技术也是目前整个电能领域普遍采用的一种方式。随着电力半导体器件和电子技术的发展及控制技术的进步，已经实现了“高效率用电和高品质用电”的目标，传统供电技术也已经基本完善。然而在一些特殊场合，这种供电方式同样暴露了很多问题，如在矿场、油田等

7、易燃易爆区，由于电火花的产生及裸露导体的存在会使其存在很大的安全隐患。另外，水下、移动备、便携设备、生物医疗等，传统供电方式已经越来越不能满足这些领域的用电要求。另一方面，电力电子技术所涉及的两个方面：电能传输和信号传递，两者往往相辅相成，共存于同一系统之中，在相当长的时间内，两者的发展趋于同步，如今，信号的传递已经可以通过空气等一些特殊媒介传递相当长的距离，极大的方便了人们的生活；而电能的传输仍然通过导线直接相连进行传输，其发展已远远滞后于信号传递的发展[1]。虽然电磁感应原理早在1840年提出，但对其认识仅局限在

8、常规变压器和感应电机之中，以空气为媒介进行长距离的电能传输很少有人进行尝试。两方面的因素迫切要求开发一种新的电能传输技术，使其能安全、可靠、方便的应用于各种特殊场合，基于电磁感应原理实现的非接触式电能传输系统的出现使之成为可能。非接触式电能传输技术(InductivelyCoupledPowerTransfer简称ICPT）已经成为国际学术界关