F6系統無線電能傳輸的優化分析

由圖可以看出，電感電流為鋸齒波，負載兩端的電壓穩定在40 V附近，而且功率也在70 W保持不變，這非常有利于電能的無線傳輸，而且穩定工作時的效率很高。
為了說明加入Buck-Boost電路以后系統的優越性，也做了一組不加阻抗變換電路的實驗，如圖5所示。

由圖5可以看出，加入阻抗變換電路之前，系統的傳輸功率大概在15 W左右；加入阻抗變換電路后，對于同樣阻抗的負載RL，系統的傳輸功率得到了很大地提高，達到72 W左右，實驗驗證了理論分析的正確性。
當供電的有效載荷發生變化時，可以通過調節占空比δ來改變最優化阻抗Ropt，從而使系統的傳輸效率達到最優。在分離模塊空間系統中，當模塊間距離發生變化時，耦合系數跟著變化，這時可以通過調節Buck-Boost電路的占空比來同步調節有效載荷的等效阻抗，使系統的傳輸效率達到最優。也就是說可以通過調節Buck-Boost電路的占空比來增加分離模塊電能傳輸距離。這對于實際應用中非常重要，因為隨著傳輸距離的增加，系統收發線圈的漏磁加大，耦合系數隨之減??；耦合系數的減小不僅降低傳輸功率，而且影響傳輸效率，使大量的能量耗散在空間磁場中。加入Buck-Boost環節以后，不僅可以調節有效載荷的等效阻抗，而且可以存儲能量，當分離模塊之間不能傳遞能量時，器件自身存儲的能量可以繼續供給負載，不至于能量供應中斷。

4 結語
分離模塊空間系統是一種完成空間使命任務的新方法和航天器設計的新思想，拓展了空間系統發展的思路，豐富了未來空間體系結構的選擇，建立了審視空間系統的獨特視角。該項研究開發對于增強空間技術創新能力，提高新型航天器研制水平，實現空間技術跨越式發展，引導航天技術向國際領先地位邁進，有著明顯的作用和意義。無線電能傳輸技術是開發分離模塊空間系統過程中遇到的最大挑戰。磁諧振耦合式電能傳輸是最新出現的一種電能傳輸方式，其傳輸效率高，傳輸距離相對較遠，最有希望應用于分離模塊空間系統。