无线输能系统中的整流电路设计开题报告
2022-01-18 22:24:52
全文总字数:2913字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
无线能量传输技术起源于20世纪60年代,该技术是指在真空或者大气中不借助其它任何实体传输线来达成能量传递目的的一种手段方式。我们熟知的都是通过电线来进行电能传送,而无线输能技术则打破了这种传统的通过电线的传输方式,通过无线的方式实现了一种新的能量传输方法。
目前世界能源主要依靠煤炭、石油、天然气等不可再生的传统资源,这些资源必将随着世界人口的不断增长、资源需求的与日俱增而出现枯竭,因此开发一种取之不竭的新能源成为当今世界的重要课题。太阳能,其辐射强度大、持续稳定且清洁环保,是解决世界能源危机的最佳选择。利用无线能量传输技术将太空站收集到的转换成电能的太阳能,不依靠实体传输线传送至地球,是理想的传输方式。
本次主要研究的是微波输能技术。微波输能技术适用于大规模、高功率、长距离,其环境影响小,是未来无线输电技术的重要方式。微波能量传输作为无线输电技术的一种,具有在大气中传输衰减小、传输距离远,功率容量大的优点,是空间太阳能计划中解决能量传输问题的关键技术。
2. 研究的基本内容
本文研究的是微波输能技术的接收模块中的微波整流电路。微波无线输能传输系统的接收模块的功能是接收在空中定向传输到微带天线的微波能量,并将其转化为直流电能输出到负载。完成这个功能的模块则称之为整流天线。整流天线由接收天线和整流电路两部分组成。整流电路的主要任务是将高频微波信号转换为直流信号并输出至负载。
整流电路由输入滤波器、整流二极管和输出滤波器三部分构成。输入滤波器为一个低通滤波器,作用是让所需的微波信号通过并滤除高频信号,此外还能阻止二极管在非线性状态工作下整流产生的高频谐波信号到达天线。在天线和输入滤波器之间还要加一个隔直电容,阻止直流信号流向天线,造成天线工作出现异常情况。整流二极管是一种非线性器件,在进行整流工作是会产生高次谐波分量,为了使这部分能量尽量回收利用并且不输出到负载造成输出纹波,输入和输出滤波器一起将高次谐波约束住,既回收了谐波能量又提高了整流效率。在输入滤波器和并联二极管之间要加匹配电路,保持阻抗匹配,避免能量丢失。输出滤波器的作用是让直流通过,反射基频及基频以上的谐波,使负载得到平稳的直流功率,由于在电路中二次以上谐波的幅值已经很小了,因此在电路中主要考虑消除二次谐波。
微波整流电路系统构成如图所示。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
前期准备:查阅资料,学习、熟悉相关理论和技术,论证系统的总体方案以及系统各部分的具体实现方法,确定出最佳方案。
进度安排:
2018.12.1--2019.1.20开题报告的撰写,开题,译文。
4. 参考文献
5、已查阅参考文献: |
[1] 李建新.微波能量转换技术研究.西安电子科技大学 2014.12 [2] 冯桂荣.微波无线能量传输系统的研究.西安电子科技大学 2014.12 [3] 商锋.2.45GHz微波整流电路设计.西安邮电大学 2015.01 [4] 张彪.一种基于肖特基二极管的大功率微波整流电路.四川大学电子信息学院 2013.09 [5] 叶力群.基于GaAs晶体管2.45GHz大功率微波整流电路.四川大学 2013.05 [6] 徐华.无线输能系统中整流天线的研究.杭州电子科技大学 2014.12 [7] Merabet B,Costa F,Takhedmit H.A 2.45GHz localized elements rectenna[A].2009 [8] Takhedmit H,Cirio L,Merabet B,Allard B,Costa F,Vollaire C,Picon O.Efficient 2.45GHz rectenna design including harmonic rejecting rectifier device.2010 |