基于自谐振线圈参数优化的多中继无线供电系统效率提升研究

作者：张民; 闫一骅; 杨环宇; 刘野然; 何正友; 李勇

来源：电网技术, 2023, 1-9.

DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2023.0229

• 多中继无线供电系统
• 传输效率
• PCB自谐振线圈
• 参数优化

PCB自谐振线圈可以避免绕线引起的偏差，且不受分立补偿电容的影响，应用在多中继无线供电系统中极具前景。针对PCB自谐振线圈结构参数优化不完全所导致的多中继无线供电系统传输效率低下的问题，本文给出了一种用以提升系统传输效率的PCB自谐振线圈结构参数优化设计方法。首先，建立了多中继无线供电系统的传输效率模型，并分析了线圈的电参数对传输效率的影响机理；其次，详细推导了线圈电参数与线圈的匝数、介质厚度、线宽、铜箔厚度、介质损耗角正切值以及介电常数之间的关系；然后，基于上述关系，以最大传输效率为目标，优化了线圈参数；最后，利用优化后的PCB自谐振线圈搭建了一套五线圈无线供电系统实验样机。实验结果表明，采用优化后的PCB自谐振线圈传输效率最高可达76.5%，相比优化前33.1%的传输效率，提高了43.4%。

• 单位
  西南交通大学