移动机器人无线阵列式充电系统

王晓龙 邓磊 刘恒

【摘 要】本项目设计的是一款基于变磁耦合谐振的M×N阵列式移相控制的中功率无线充电系统，可应用于机器人、无人机等产品，特别是针对移动机器人的无线充电。磁耦合谐振式无线充电具有传输距离远，辐射较低的特性，但此种充电方式效率较低，且发射功率较低。所以本团队提出一种变拓扑磁耦合谐振通过移相控制的新型M×N阵列式线圈的结构，以提高磁耦合谐振式无线充电的传输效率和传输功率，具有很高的实用价值。

【关键词】无线充电;变磁耦合谐振;移相控制的新型M×N阵列式线圈

引言

近年来无线充电技术发展迅速，并广泛应用于各类电器设备中。其中磁谐振式无线充电兼具安全、传输距离较远等优势，成为了国内外研究的焦点。但磁谐振无线充电目前仍存在传输效率不高，单对线圈功率不高，磁场分布不均，电流振荡会对电路产生损害等问题。

对此本项目意在设计一款利用阵列式线圈结构提高磁耦合谐振式无线充电传输效率和功率的系统。同时减小系统运行所产生的电流振荡损耗和系统静损耗，提高无线充电的能量传输效率和安全性。

1.硬件方案

移动机器人无线阵列式充电系统其硬件部分主要由二大部分构成：

（1）单对线圈无线充电基本结构。单对线圈无线充电装置整体结构框图如下图1，本项目在傳统PP型谐振电路发射端拓扑上进行变换，在此基础上制作新型无线充电装置，可以提高系统效率。……