磁共振无线充电技术功率传输效率提高方法综述

徐 栋，王冬青

（1.青岛大学 自动化学院，青岛 266071；2.青岛大学 电气工程学院，青岛 266071）

0 引言

无线充电技术是近年来研究的热点，它使用户能够像通过空气传输数据一样方便地对移动设备进行充电。无线充电技术的发展消除了电力传输对物理导体的依赖，从而大幅度减少其产生的大量电子废物[1～3]。

目前，无线充电技术主要分为远场和近场两种。远场技术是利用电磁波或无线电频率广播进行传播，其传输能量的方式与无线电传输信号的方式相同[4]。远场技术允许在大范围内进行传输功率，但它有几个局限性，如传输功率和效率低以及会对周围环境产生巨大影响。

近场技术主要分为感应耦合技术和磁共振技术。感应耦合技术的工作距离通常小于发射信号的波长，但由于发射线圈和接收线圈之间的耦合不足，因此具有传输范围小的限制（约几厘米）[2]。

磁共振无线充电技术比传统的感应耦合技术更高效，可以在更长的范围内进行功率的传输。磁共振无线充电技术最初是基于耦合模理论提出的，耦合模理论证明了磁共振技术可以在大耦合距离下提高功率传输效率[5]。磁共振无线充电系统在小型无线电源、非接触式充电电动汽车、医疗保健设备和工业自动化系统中得到了广泛的应用[6]。但在此类应用中，接收装置相对于发射装置的范围和方向会在用户使用过程中不断变化[2]，这导致功率传输效率不能始终保持最大值。为了满足磁共振无线充电系统对功率传输效率的要求，本文主要从自动频率调谐、阻抗匹配、线圈配置等几个方向进行分析，对提高功率传输效率的方法进行总结。……