【精彩论文】宽频带范围下磁场能量收集的匹配网络设计

观点凝练

摘要：磁场能量收集技术是电磁环境中分布式传感器实现自供能的有效手段。与工频磁场和射频磁场等单一频率的磁场环境不同，电力变换器中的磁场分布具有宽频率范围特性。为了提高取能模块的功率密度，应尽可能多地在有限体积内收集能量，提出通过采用双级谐振-带通滤波网络。与此同时，基于相同取能线圈，充分对比了不同电流和负载特性下，单级谐振网络和双级谐振-带通网络的输出特性，归纳出双级谐振-带通网络的适用范围。
结论：磁场能量收集对于大型输配电电力装置中传感器等微能耗器件实现自供电具有重要意义。电力变换器中的高频电磁场具有宽频率范围特性。为了提高取能模块的功率密度，本文创新性地提出了取能线圈结合双级谐振带通滤波网络的取能装置，实现多个频率点的宽频带磁场能量收集。本文在不同高频电流和负载下，对比了相同的取能线圈下的双级谐振-带通和单级谐振网络特性以及输出特性，归纳出了两种谐振网络的适用范围：当所感应的电流中高频谐波分量较大时，双级谐振-带通电路优于单级谐振电路，具有更高的输出功率；当负载的变化范围较大时，双级谐振-带通电路的输出功率变化更为平缓。

引文信息

聂晴晴, 彭晗, 李红斌, 等. 宽频带范围下磁场能量收集的匹配网络设计[J]. 中国电力, 2021, 54(10): 134-143, 195.NIE Qingqing, PENG Han, LI Hongbin, et al. Design of matching network for magnetic field energy harvesting in wide frequency range[J]. Electric Power, 2021, 54(10): 134-143, 195.

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编辑：杨彪校对：于静茹审核：方彤

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