【摘 要】
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随着科学技术的发展,智能家居不再停留在空想阶段,智能家居被频繁提及,其中无线充电是智能家居急需的技术。无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术的发现,使电能传输有了新的传输方式,该技术和传统电能传输方式相比,具有更安全、更便捷等优势,逐渐受到众多国内外研究学者的青睐。磁耦合谐振式无线电能传输（Magnetically-Coupled Resonant Wirele
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随着科学技术的发展,智能家居不再停留在空想阶段,智能家居被频繁提及,其中无线充电是智能家居急需的技术。无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术的发现,使电能传输有了新的传输方式,该技术和传统电能传输方式相比,具有更安全、更便捷等优势,逐渐受到众多国内外研究学者的青睐。磁耦合谐振式无线电能传输（Magnetically-Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT）技术在多种WPT技术中脱颖而出。MCR-WPT技术具有传输效率高、电磁辐射小、偏移容忍度高等诸多优点,更适用于智能家居中的扫地机器人。本文基于MCR-WPT技术,针对目前家庭扫地机器人存在的一些问题,设计了适合家庭扫地机器人的无线充电系统。研究内容如下:（1）介绍WPT系统的相关参数和WPT系统的三大理论分析方法,设计系统的两大基本准则,分析比较系统的四种基本拓扑结构。（2）针对扫地机器人设计了MCR-WPT系统,选择一种双线圈组合结构作为发射线圈,对该组合发射线圈设计和优化,提高扫地机器人的横向偏移容忍度,在发射端加入K变换器实现电压-负载无关特性,通过电路理论分析了该方法的可行性。利用单发射线圈设计了MCR-WPT系统,分析了其最大允许的横向偏移,确保系统在一定偏移范围内系统的耦合系数基本不变,该系统采用发射线圈在上、接收线圈和扫地机器人在下的设计,降低扫地机器人前往充电位置的难度。（3）利用仿真分析和实测分析,对本文提出的扫地机器人无线充电系统进行验证,结果表明本文的无线充电系统具有电压-负载无关特性,具有很高的横向偏移容忍度,并对两种MCR-WPT系统的传输性能进行验证,结果表明两种系统的传输性能满足扫地机器人的充电需求。（4）将两种MCR-WPT系统接入整流滤波稳压电路后进行测试。经整流滤波稳压后,输出的直流电压满足扫地机器人的充电要求。该设计亦有望推广到其它家用电器的无线充电应用中。
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