1. 研究目的与意义（文献综述）

电能和信号是现代电子电气工程的两个重要方面。随着现代信息技术的高速发展，信号方面的无线信息传输技术（wireless information transmision，wit）已经得到了长足的发展并且被越来越普遍的应用，这在信息现代化的进程中占据了非常重要的位置。然而，电能的无线传输却远远落后于信息的传输。随着现代工业技术的发展，电能的传输技术大多依然局限于传统的电源直接接入模式，即接触式接入模式。

接触式电能传输系统是通过导体之间直接相连的形式，即是以“导体”和“接线器”并用的形式传输电能。为了提高这种传统电能传输模式的传输效率，人们采取了多种方式，例如采用新型器件、优化设计参数、增加系统补偿电路等形式来尽可能减少能量的损失。这使得传统的电能传输模式取得了巨大成功，也为整个社会的发展作出了巨大贡献。但是随着近些年的科技和经济水平的快速发展和不断进步，电气设备日益普及，遍布社会的各个角落，并且不断有新兴的各种新式电气设备出现，例如各种移动电子设备等。现代电子设备对供电技术提出了比以往更高的要求：高效、稳定、便利且智能化, 尽管传统的解决方法(有线供电、内置电池等)仍然是最主要的供电手段，但其在安全性、便利性方面的固有缺陷决定其将越来越不能满足社会发展的需求，因此，采用无线方式为设备供电已经成为当今能量传输领域的研究新热点和发展趋势，它可以实现非接触式供电,设备也相对简化,且更加安全、方便，具有十分广阔的应用前景，这也是为了适应社会的持续发展，满足人们对各类设备的更高的要求。因此推动了无线能量传输（wireless power transfer，wpt）等相关研究领域的发展。

目前,市场上已经出现了一批可以实现无线传输能量的设备, 给人们的生活带来了巨大的便利，也能满足一些特殊条件下的供电需求。比如可以解决部分在特殊环境如潮湿、水中或矿井下的安全供电问题。例如，对于电动牙刷来说，总是处于潮湿的环境中，无线充电可以有效避免由电源直接接入的接触点进水及充电器短路引发的各种问题；在水中，接触式电能传输不能给水下工作的机器人充电，所以一旦机器人检测到电量剩余不多时，必需提前停止作业返回水上进行充电，这样会造成很多时间和能量的浪费，而采用无线电能传输就可以在机器人水下作业时同时进行，提高工作效率；在易燃易爆的矿井下，非接触式电能供应可以避免因传输线的磨损老化和接触起电产生电火花而引发的严重安全隐患。

2. 研究的基本内容与方案

本设计的目标是以现有的无线能量传输和无线信息传输方式的研究为基础，探究一种合适的能量传输方式并设计相应的无线携能通信系统电路。

首先，需要从理论上理解无线能量传输的基本原理。再通过比较分析几类不同的无线能量传输方式：感应耦合电能传输、谐振耦合电能传输和微波电能传输等的传输效率、传输功率和传输距离等方面，并从能量传输的角度出发，根据相关的电路理论建模，分析电路参数对能量传输特性的影响。实际上，无线能量传输技术与无线信息传输技术所采用的发射与接收技术并没有本质区别，只是两者的侧重点不一样。无线能量传输技术注重的是传输功率、 传输效率等指标，而无线信息传输更关注信号接收后的恢复问题 。然后通过理论分析无线能量传输技术和无线信息传输技术相结合会存在的关键性问题，确定构建无线携能系统的可行性。然后选择合适的无线能量传输方式与无线信息传输技术相结合做进一步研究。接下来设计初步的无线携通信系统电路方案，包括发送端和接收端两个部分，设计上要求在实现能量传输的过程中也能够保证信息的可靠传输。因此要解决能量传输时的无线信号的发射与接收恢复问题。逐渐改进设计方案，完善电路功能，使其实用性更强可行性更高。采用硬件设计和仿真测试验证系统的可行与否，测试正常条件下的通信与输能功能。并检测系统能效的部分主要影响因素，进行数据分析得出结论。最终设计的能量转换电路，要完成发射机无线发送能量的同时发送或接收通信信息，接收机通过无线接收能量并转换成接收机电源同时接收和发送信息，从而实现双向通信。

3. 研究计划与安排

查阅资料 第1周~第2周

开题报告编写 第3周

研究与设计 第4周~第12周

4. 参考文献（12篇以上）

[1]傅文珍,张波,丘东元. 频率跟踪式谐振耦合电能无线传输系统研究[j]. 变频器世界,2009,(08):41-46.

[2]傅文珍,张波,丘东元等. 自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[j]. 中国电机工程学报,2009,29(18):21-26.

[3]朱春波,于春来,毛银花,陈清泉. 磁共振无线能量传输系统损耗分析[j]. 电工技术学报,2012,27(4):13-17.