عنوان پایان‌نامه
طراحی وساخت سامانه انتقال توان بی سیم با بازده بالا
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2716;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69123
- تاریخ دفاع
- ۰۴ تیر ۱۳۹۴
- دانشجو
- سروش راستی بروجنی
- استاد راهنما
- جلیل اقا راشدمحصل
- چکیده
- امروزه با گسترش تعداد ادواتی که با باتری کار می¬کنند و با توجه به محدود بودن عمر این باتری¬ها معمولا مشکلاتی برای تعویض یا شارژ این باتری¬ها به وجود می¬آید. همچنین در بسیاری از کاربردهای نهفته نظیر کاشتینههای بدن، تامین انرژی این تجهیزات با دشواری¬هایی روبرو است. در این پایان‌نامه با استفاده از ایده تزویج میدانهای ناحیه نزدیکِ تشدید کننده‌های الکترومغناطیسی، یک سیستم انتقال توان بیسیم با هدف انتقال توان در حد چند وات به بارِ در فاصله یک متری، با رویکرد حصول بیشترین بازده طراحی و ساخته شده است. با استفاده از تشدید کننده هلیکس به عنوان فرستنده و گیرنده توان، یک رابطه تحلیلی برای ضریب تزویج کل بین دو تشدید کننده هلیکس و فرکانس تشدید آن ارائه گردید که با نتایج شبیه سازی و ساخت مطابقت دارد. نشان داده می‌شود که ضریب تزویج الکتریکی در هلیکس‌هایی که دارای نسبت ارتفاع به شعاع بزرگتر از یک هستند از ضریب تزویج مغناطیسی بزرگتر بوده و در این ساختارها میدان الکتریکی نقش اصلی انتقال توان را بر عهده دارد. با انتخاب سیم پیچ تسلا به عنوان تشدید کننده در باند HF ، و پیاده سازی یک تقویت کننده کلاس E، یک سیستم انتقال توان بیسیم با توان خروجی دو وات و بازده کل 47 درصد در فاصله 60 سانتی متری (5/3 برابر ابعاد تشدید کننده) در فرکانس 1580 کیلوهرتز طراحی و ساخته می‌شود. کلمات کلیدی : انتقال توان بیسیم، تشدید کننده، میدان ناحیه نزدیک، ضریب تزویج، ضریب کیفیت، بازده، تقویت کننده قدرت
- Abstract
- Nowadays, with increasing usage of battery powered devices and with the limited lifetime of these batteries, there are often difficulties in replacement and charging of these batteries. Furthermore, delivering power in many embedded applications like body implanted devices is a serious challenge. In this thesis, a wireless power transfer system is designed and built using the idea of near field coupling of electromagnetic resonators. The goal is to achieve the highest possible efficiency with the output power of around 2 Watts at a distance of around 1 meter. Using the helical resonator as power transmitter and receiver, an analytic equation for the total coupling coefficient and resonant frequency of two helical resonators is derived and verified by simulation and experimental results. It has been shown that for helices in which their height is larger than their radius; the electric coupling coefficient is larger than magnetic coupling coefficient and most of the power is transferred by electric field. Choosing Tesla coil as a resonator in 1580kHz and implementing a class E power amplifier, a wireless power transfer system with output power of two Watts and efficiency of 47% at a distance of 60 cm (3.5 times helix's height) designed and built. Key words: Wireless power transfer, Resonator, Near field, Coupling coefficient, Quality factor, Efficiency, Power amplifier
