具有平面灵活供电特性的三极板SCC-WPT系统

单电容耦合无线电能传输(single capacitive coupled wireless power transfer,SCC-WPT)技术主要通过一对极板即可实现无线电能传输,不仅可以减少耦合机构的极板数量,还可以消除耦合机构极板之间的交叉耦合电容,因此,该技术在二维平面移动设备的无线供电应用中具有较好的灵活性。基于该技术,文中提出一种可为二维平面上移动设备灵活供电的三极板SCC-WPT系统。通过分析三极板耦合机构的等效模型及绝缘介质对极板间互容的影响,给出系统的受控电压源等效电路及系统的谐振条件;结合耦合电容CM和互容系数kc给出系统的参数设计方法。最后通过实验验证提出的三极板耦合机构及系统参数设计方法的可行性和有效性。实验结果表明,负载在平面上任意位置传输性能基本不变,且功率保持稳定。相比于传统的SCC-WPT系统,该文利用新增的一块极板可以增加对地耦合电容,克服了杂散电容对系统的影响,提高了系统的性能稳定性和鲁棒性。研究成果可为二维平面移动设备的静态和动态无线电能供电提供新的方式。

提高容栅位移传感器精度的有效方法

为解决环境温度变化、尺体导轨加工误差以及边缘效应等因素对容栅位移传感器测量精度的影响,提出了三极板结构、周期比较测量以及分段采用正余弦极板分段数据处理的方案。三极板结构中动极板仅起屏蔽作用,可以降低对尺体导轨加工精度的要求;周期比较测量在提高系统温度稳定性的同时,由于采用了全数字电路的实现方式能有效降低专用集成电路的设计、制作成本;交替使用正余弦极板的读数避开边缘效应的影响。理论分析和实验结果证明了该方案的可行性。

全数字式容栅位移传感器

介绍了基于周期比较测量法的全数字式容栅位移传感器的工作原理和系统构成,分析了该传感器的性能参数和测量精度,设计了容栅传感器的三层极板结构形式和正余弦电极形式,针对容栅传感器的边缘效应给系统带来的非线性误差,提出了结构级的线性化方案,利用单片机和通用器件实现该传感器系统,并给出了实际测量结果,验证了系统方案的可行性。