内容概要：本文详细介绍了基于Simulink搭建的磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率跟踪仿真模型。首先描述了系统的基本架构，包括发射端的全桥逆变电路和接收端的经典LCC补偿网络。然后深入探讨了频率跟踪模块的工作原理，特别是闭环控制中的锁相环（PLL）算法实现，展示了其相较于传统方法的优势。文中通过具体实例演示了当系统参数发生变化（如电容改变、耦合系数降低）时，开环与闭环模式下的不同表现，强调了频率闭环控制对于维持高效稳定的能量传输至关重要。此外，还提到了一些调试技巧和潜在问题，如PID参数整定、频率变化率限制以及相位差检测模块的改进措施。 适合人群：从事无线电能传输研究的技术人员、高校相关专业师生、对电力电子及自动化控制感兴趣的工程技术人员。 使用场景及目标：适用于需要理解和优化无线电能传输系统频率跟踪性能的研究项目和技术开发。主要目标是提高系统的适应性和稳定性，在面对参数变化时能够快速准确地调整频率，确保高效的能量传输。 其他说明：文中提供了多个具体的Matlab/Simulink代码段，便于读者复现实验结果；同时分享了一些实用的经验教训，有助于避免常见的仿真陷阱。

磁耦合谐振式无线电能传输电路系统板LCC-S拓扑补偿网络：STM32主控驱动MOS管，谐振补偿与稳压输出至ESP芯片无线传输数据技术,磁耦合谐振式无线电能传输电路系统板LCC-S拓扑补偿网络：STM32主控+ESP通信+稳压输出与WiFi实时传输方案,磁耦合谐振式 无线电能传输电路系统板 LCC-S拓扑补偿网络 发射端电路采用Stm32f103c8t6主控，四路互补带死区的高频PWM与ir2110全桥驱动MOS管。 同时利用LCC器件谐振，所有参数确定和计算由maxwell和simulink计算得出。 接收电路利用S谐振网络补偿。 同时输出电压经过稳压后供给esp芯片，后者将输出电压通过ADC采样后利用2.4G wifi下的MQTT协议传输给电脑 手机端查看，并实时通过数码管显示。 资料见最后一幅图。 stm32和esp8285单片机均板载串口电路，只需一根typec数据线即可上传程序 默认只是相关资料(如果需要硬件请单独指明) ,无线电能传输;电路系统板;LCC-S拓扑补偿网络;磁耦合谐振式;发射端电路;Stm32f103c8t6主控;高频PWM;ir2110全桥驱动MOS管;LC

近些年人们对磁耦合谐振式无线充电电能传输的研究相当火热，传统的电路拓扑结构的研究已经相当地完善，本文基于较为新颖的LCC-P电路拓扑结构展开研究，依据电路相关理论推导出了系统传输效率的表达式。通过ANSYS Maxwell仿真软件，建立了线圈模型，分析了线圈参数，再将模型导入ANSYS Simplorer仿真软件，对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行联合仿真。结果表明：电能传输效率随着负载的增大而减小；随着发射端串联谐振电感的增大而增大，且变化趋势较明显。仿真实验验证了理论的正确性。

针对传统接触式供电模式的不足，设计了一种小功率磁耦合谐振式无线供电系统，以此研究该系统的传输特性。主要利用电路耦合理论，建立系统的等效电路模型，并借助MATLAB仿真分析系统参数对传输特性的影响，包括谐振频率、负载阻值和耦合系数，最终搭建了小功率无线供电系统试验平台，对系统的传输特性进行了试验验证。传输特性试验结果与MATLAB仿真分析结果具有较高的吻合度，表明设计的小功率磁耦合谐振式无线供电系统能够进行良好的无线能量传输，同时也为小功率无线充电设备的发展提供新思路。

针对在磁耦合谐振式无线输电系统中发射线圈和接收线圈之间发生平行不共轴的水平侧移问题,分别采用互感耦合理论和二端口网络理论对其进行建模分析,并通过数学推导得出用s参数表示的归一化功率和传输效率表达式。运用HFSS软件仿真了系统在过耦合、临界耦合和欠耦合状态下,水平侧移量对系统传输性能的影响;提出一种用于改善系统的优化结构。最后,通过实验验证了仿真结果,并验证所提出的优化结构可有效消除侧移所带来的负面影响,改善系统传输效率。

分析了4种磁耦合谐振式无线电能传输拓扑结构模型的输出功率、传输效率与频率、负载、距离的关系,得出结论:发射线圈电感电容串联、接收线圈电感电容并联的拓扑结构更适用于低频率、大负载、远距离的情况;发射线圈和接收线圈电感电容均串联的拓扑结构更适用于较近距离、较高频率、较小负载的情况。通过Matlab仿真得出在相同参数下4种拓扑结构模型的输出电压、电流波形,验证了理论分析的正确性。

介绍了一种以电感电容并联谐振（以下简称LC并联谐振）电路为核心的磁耦合谐振式无线电能传输装置的设计并对装置进行了测试及结果分析。装置由发射和接收两部分构成，发射部分由LC并联谐振回路和驱动电路组成；接收部分将线圈电磁感应产生的正弦波经过整流和滤波后输出直流电压。测试结果为：当两线圈间距为10 cm时能够达到34％的最大传输效率；当输入回路电流不大于1 A且保证负载LED灯不灭时，两线圈最大间距为52 cm。

该装置为无线电能传输系统。随着无线电充电技术的快速发展和生活推广，同时也在一些特殊的场合中发挥着特殊作用。该装置采用磁耦合谐振式无线电能传输方式，发射端采用mos管，电感电容的搭建，实现3点式正弦波振荡，把电压放大的同时通过线圈辐射电能。该系统采用12vDC，1000ma适配器为输入电源，通过发射模块和发射线圈，电能转化为磁能，后经过接收线圈和接收模块，点亮多盏LED灯。需要注意的是当接收线圈靠近发射线圈时，接收端的交流电的峰值会变大，从而反向击穿LED灯。作者制作的装置可在35-55CM处点亮1盏LED灯，在10-20CM处可点亮4盏LED灯。同时测试该装置效率时，在线圈相距10cm处，接收端串联20欧姆的纯负载。测试数据为适配器输入 电压为12.20V，电流为0.91A，输入功率为11.102W；示波器接收端交流电压输出峰值16V，即接收端功率为6.39W，效率为57.61% 。 附件内容包括:接收部分和发射部分原理图及PCB、参考文档。 无线电能传输接收原理图截图: 无线电能传输发射原理图截图:

针对线圈间距是衡量无线电能传输距离的关键指标，研究了线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响。建立了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统模型和PCB平面螺旋线圈模型，通过Matlab仿真分析源线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈之间的距离对系统传输效率和输出电压的影响，并搭建实验平台对仿真结果进行了验证。结果表明，线圈间距对系统传输效率有显著影响，系统输出的负载电压随着发射线圈和接收线圈间距d23、源线圈和发射线圈间距d12的增大呈现先增大后减小的规律，选择合适的d23和d12可使系统输出电压达到最大值，而源线圈和发射线圈间距d34的增加则使得输出电压逐渐减小。因此，在系统设计中应尽可能使接收线圈和负载线圈靠近。

磁耦合谐振式无线电能传输规律及参数优化的探索