基于無線充電的無人機充電平臺研究

金昭 夏國華 王瀾

摘 要：由于無人機電池儲能的不足及充電的復雜性，本文提出了一種基于無線充電的無人機充電平臺。首先，對比了多種充電方案的優缺點;其次，搭建了該平臺的模型并解釋了充放電的具體實現方法;最后，詳細說明了互感耦合理論的具體實現方法。

關鍵詞：無人機;無線充電;互感耦合

中圖分類號：TP3919;V279;V242 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）31-0011-03

Research on UAV Charging Platform Based on Wireless Charging

JIN Zhao XIA Guohua WANG Lan

（State Grid Hubei Electric Power Co.， Ltd. Xianning Power Supply Company，Xianning Hubei 437100）

Abstract： Due to the lack of energy storage and charging complexity of the UAV battery， this paper proposed a charging platform based on wireless charging. Firstly， the advantages and disadvantages of various charging schemes were compared; Secondly， the model of the platform was built and the specific implementation method of charging and discharging was explained. Finally， the realization of mutual inductance coupling theory was explained in detail.

Keywords： UAVs;wireless charges;mutual coupling

由于無人機電池續航能力差影響無人機的運行，且充電步驟又比較煩瑣，影響工作效率，由此，本文結合系統負載時無人機的性能特點和懸停狀態下拾取使用電能的獨特性，對無人機充電平臺內的無人機懸停的無線充電部分進行針對性設計。

本文通過對各種充電方案進行對比分析，建立了充電平臺模型，并對線圈進行了研究分析，從多方面驗證該方案的可行性。

1 無線充電技術

1.1 電磁輻射式無線充電技術

目前，這類技術通常采用微波功率傳輸（MPT）和激光功率傳輸（LPT）兩種方式實現，能以較小功率遠距離傳輸電能[1]。然而，這類技術在傳輸路徑中找不到障礙物，且局限性較大，應用面較小，本文不討論此類技術。

1.2 電磁感應式無線充電技術

電磁感應式無線充電技術基于電磁感應定律，通過形成于原級和次級線圈之間互相耦合的電磁場來進行電能傳輸，是一種屬于電磁場近場耦合的無線電能傳輸技術[2]。但是，該技術的傳輸距離較短，因此只能適用于小型家電及便攜電子設備的充電。

1.3 電磁共振式無線充電技術