毕业论文课题相关文献综述
一、课程背景与研究意义
近年来，随着科技的发展，越来越多的电子产品进入人们的家庭，如笔记本电脑、手机、音乐播放器等。然而，错综复杂的电线既限制了设备移动的灵活性，又影响了环境的美观；电源线的频繁拔插既不安全也容易破损；电器、电线、插座标准的不完全统一也造成了很大的资源浪费。在特殊场合下，譬如矿井和石油开采中，传统的输电方式容易产生接触火花，从而在安全上存在隐患。基于上述情形，无线电能传输技术的应用便显得愈发重要和迫切。
磁谐振耦合无线电能传输技术集合了电磁场、耦合模理论、高频电力电子、电磁感应理论等多学科的基础理论与应用技术，是国内外学术界和工业界开始探索的一个新领域，属于世界上电能输送领域的前沿课题。磁谐振耦合无线电能传输对传输频率要求苛刻，与磁感应耦合无线电能传输相比，其能量传输性能更加稳定，传输距离更远（谐振器直径的几倍）；与微波能量传输相比，能量损耗小，传输效率更高。
磁谐振耦合无线电能传输技术是由美国麻省理工学院的 Soljai 教授提出的，其理论依据在于：如果两个振荡电路具有相同的谐振频率，那么在波长范围内是通过近场瞬逝波耦合的。感应器产生的驻波在远远小于损耗时间内，允许能量高效的从一个物体传输到另一个物体。不同于远场的辐射损耗，它属于近场无损非辐射谐振耦合，虽然发射端和接收端之间的谐振耦合随两者距离的增加有所衰减，但从理论上说，未被负载吸收的能量会返回发射端，从而不会对效率影响太大。由于共振波长远远大于谐振器尺寸，所以附近物体对其影响有限，而且由于磁场和生物体之间相互作用很弱，所以对生物体是相对安全的[1-5]。
磁谐振耦合无线电能传输机理的深入研究对今后该技术在各个领域的应用具有重要的理论指导意义。由于该技术比微波无线电能传输技术效率高，比感应耦合无线电能传输技术传输距离远，所以该技术具有重要的研究意义和实用价值。实现中等距离高效无线电能传输将不再只是梦想，这将给人们的生活带来很大的便利。
二、磁耦合谐振原理
磁耦合是载流线圈之间通过彼此的磁场相互联系的物理现象。在近场区[6-8]，电磁场能量在辐射源内部及辐射源周围空间之间周期性地来回流动，不向外辐射，即非辐射性磁耦合。在某一个确定频率下，具有相同谐振频率的谐振物体间产生强耦合，从而有效地进行能量转移。磁耦合谐振式无线电能传输技术，就是利用磁耦合和谐振技术来实现电能的无线传输。其理论基础是耦合模式理论[8](CMT)，其主要思想是系统中具有相同谐振频率的物体之间通过强耦合从而进行高效率的能量交换，而偏离谐振频率的物体之间相互作用则较弱[9]
三、谐振式无线电能传输系统发展概况
3.1 国外研究现状
2007 年，MIT 的研究人员取得重大进展，他们采用磁谐振耦合方式实现了电能的中程无线传输[4]；从 2008 年开始，美国匹兹堡大学孙民贵教授所领导的课题组对体内植入电子器件的无线传能进行了深入研究[10]，他们采用薄膜型螺旋线圈谐振器，将厚度为 0.2mm-1mm 的铜片粘贴在薄的圆筒形树脂绝缘材料上，在绝缘材料背面垂直于线圈绕向粘贴铜片形成电容；2010年，日本富士通公司利用磁谐振无线电能传输技术实现为一个以上的设备充电。
