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研究生:劉志祥
論文名稱:通用型非接觸式手持裝置充電器之研製
論文名稱(外文):Design and implementation of a universal contactless charger for handheld devices
指導教授:陳財榮陳財榮引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:非接觸式電力傳輸充電器
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本文之目的在於應用電磁耦合感應原理研製一通用型非接觸式手持裝置充電器。一般而言,非接觸式電力傳輸系統是藉由線圈耦合感應的方式,將能量傳遞至二次側提供負載所使用,此種傳輸方式無須任何機械金屬接點的連接,具高安全性、低維修率之特點。由於目前台灣對於非接觸式耦合感應技術尚屬啟蒙階段,相關研究亦大多為理論上的探討與分析,對於應用層面的基礎研究則較顯不足。因此本文藉以耦合感應的相關技術為基礎,分析影響系統耦合感應傳輸效率之關鍵因素,結合理論與實際的設計方針,進行序列性的研究。最後,本文實際完成一額定為4.2V、800mA的非接觸式手機充電器以驗證其實用性。
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究背景與目的 2
1.3 論文大綱 4
第二章 非接觸式電源轉換器 5
2.1 切換式電源轉換器 5
2.2 半橋式電源轉換器架構與原理 9
第三章 耦合裝置的設計與分析 14
3.1 耦合感應線圈與電感 16
3.2 耦合感應線圈數學模型 18
3.3 耦合感應線圈設計 21
第四章 諧振電路設計與分析 26
4.1 諧振補償電路 28
4.2 品質因數 31
第五章 系統設計與模擬分析 40
5.1 系統架構說明 40
5.2 控制電路設計 41
5.3 耦合感應線圈參數分析與設計 44
5.4 電路模擬與分析 51
第六章 實驗結果與討論 56
第七章 結論與未來研究方向 67
7.1 總結 67
7.2 未來研究方向 69
文獻探討 70
個人資料 74
個人發表 75
[1] H. Sakamoto and K. Harada, “A Novel Circuit for Non-Contact Charging Through Electro-Magnetic Coupling,” IEEE PESC’92 Conf. Rec., vol. 1, pp. 168-174, 29 June-3 July 1992.
[2] H. Sakamoto, et. al., “Larger Air-Gap Coupler for Inductive Charger,” IEEE Trans. Magn., vol. 35, no. 5, pp. 841-847, September 1999.
[3] C. S. Wang, G. A. Covic, and O. H. Stielau, “Investigating an LCL Load Resonant Inverter for Inductive Power Transfer Applications,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 19, no. 4, pp. 995-1002, July 2004.
[4] C. S. Wang, G. A. Covic, and O. H. Stielau, “Power Transfer Capability and Bifurcation Phenomena of Loosely Coupled Inductive Power Transfer Systems,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 51, no. 1, pp. 148-157, Feb. 2004.
[5] C. S. Wang, O. H. Stielau, and G. A. Covic, “Design Considerations for a Contactless Electric Vehicle Battery Charger,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 52, no. 5, pp. 1305-1314, October. 2005.
[6] H. Ayano, et. al., “Highly Efficient Contactless Electrical Energy Transmission System,” IEEE IECON’ 2002, vol.2, pp. 1364-1369, 2002.
[7] 何金滿、趙恆生, ”感應充電器偶合電路設計研究” ,電力工程研討會,頁22-26,2001年。
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[9] S. C. Tang, S. Y. Hui, and H. S. H. Chung, “A Low Profile Power Converter Using Printed-Circuit Board (PCB) Power Transformer with Ferrite Polymer Composite,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol.16, no.4, pp. 493-498, July 2001.
[10] S. C. Tang, S. Y. Hui, and H. S. H. Chung, “Coreless Planar Printed Circuit Board (PCB) Transformers—A Fundamental Concept for Signal and Energy Transfer,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 15, no.5, pp. 931-941, September 2000.
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[22] C. M. Zierhofer and E. S. Hochmair, “Geometric Approach for Coupling Enhancement of Magnetically Coupled Coils,” Proc. of the 18th IEEE International Conference on Engineering in Medicine and Biology Society, Bridging Disciplines for Biomedicine, vol. 43, no.7, pp. 708-714, July 1996.
[23] 曾紀澤,“射頻能量傳輸用於無電源非接觸量測系統”,國立海洋大學,碩士論文,2006年。
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