طراحی و پیاده‏سازی سامانه ‌انتقال توان بیسیم مبتنی بر تشدید‌کننده‌های تزویج‌شده مغناطیسی مارپیچ با بازده بالا

سامانه‌های انتقال توان بیسیم غیر تشعشعی بر پایه تشدیدکننده‏های تزویج شده مغناطیسی، به‌واسطه بازده بالا در مسافت‏های انتقال بیشتر از قطر سیم‏پیچ‏هایشان و محدوده میانی عملکردشان مورد توجه محققین زیادی قرار گرفته است. ساختار ارائه‌شده در این مقاله طراحی و پیاده‏سازی یک سامانه انتقال توان بیسیم مبتنی بر 4 سیم‏پیچ شامل سیم‏پیچ‏های تحریک، فرستنده، گیرنده و بار ارائه شده است. در حالتی که فرکانس تقویت‌کننده کلاس e با فرکانس تشدید فرستنده و گیرنده برابر باشد انتقال توان صورت خواهد گرفت. هدف این مقاله رسیدن به بالاترین بازده کاری بدون طراحی سامانه تطبیق امپدانس اضافی است و این رویکرد با تنظیم ضرایب تزویج و تغییر فاصله بین سیم‏پیچ‏های تحریکبار و تشدیدکننده محقق خواهد شد. بیشینه بازده در فاصله cm 15، 93 درصد است و در فاصله cm 60 و cm 100 به ترتیب 3/56 و 6/35 درصد بهبود بازده نسبت به وضعیت ثابت بودن سیم‏پیچ‏ها مشاهده شده است.

Design and Implementation of a Highly Efficient Wireless Power Transfer System Using Magnetic Spiral Resonant Coupling

Nonradiative wireless power transfer systems based on magnetic resonant coupling have received the attention of many researchers, due to their high efficiency over distances greater than the diameter of their coils and their mid range of operations. In this article, the design and implementation of a 4wireless power transmission system consisting of a power coil (drive loop), a transmitting coil (Tx coil), a receiving coil (Rx coil) and a load coil (load loop) is presented. Power is transmitted when the frequency of the E class amplifier is equal to the selfresonant frequency of the transceiver coils. The purpose of this paper is to achieve the highest efficiency without designing an additional impedance matching system. This condition is achieved by varying the coupling factor between the power coil (load) and the two resonators. The maximum efficiency is 93% at 15 cm and using this method results in efficiency improvements of 56.3% and 35.6% at the distances of 60 cm and 100 cm respectively, compared to the case of the coils being fixed.