密西根学院浓厚的学术氛围和前沿的科研活动让这里的师生始终站在科技创新的最前线。学院拥有一支学术造诣深厚的师生科研队伍,他们勇于探索与开拓,为以科技创新造福人类社会而不懈努力。
为帮助公众揭开密院科研的神秘面纱,我们将陆续推出JI科研系列报道。让我们借助这些报道,走近密院,进入科技前沿的神秘世界。
6.78MHz高性能无线电能传输实验平台
著名的麦克斯韦(Maxwell)方程组从理论上阐述了电磁波作为一种能量的载体,可以通过空间传播。该理论开启了无线通信的革命性发展。基于类似的物理原理,与通信信号相比大得多的电能也可以进行无线地传输。近年来,由于各种电子设备(智能手机、平板电脑、可穿戴设备等)对无线充电的实际需求,人们对无线电能传输的研究寄予了极大的关注。电能在空间的无线传输可以通过多种技术途径实现,如感应耦合、磁谐振耦合、微波和激光辐射等多种方式。其中磁谐振耦合发生于发射与接收线圈具有相同自然频率的情形,故磁谐振耦合又被称为谐振感应耦合。一般而言,提高磁谐振耦合工作频率有利于实现更轻、更小型化和具有更高空间自由度的中距离无线电能传输系统。因此,目前普遍认为基于磁谐振耦合原理,工作于兆赫兹(MHz)频段(如6.78或13.56MHz)的系统适合于中小功率的无线电能传输,特别是对各种移动电子设备的电能供给。
在近期举办的迷你研讨会上,密西根学院教师马澄斌介绍了他所在的动态系统控制实验室自2009年起在综合电子电力、射频微波、系统优化与控制等领域跨学科的高频MHz无线电能传输研究工作。该团队设计和搭建的6.78MHz无线电能传输系统实验平台在经解析建模和系统参数优化设计后其DC至DC端系统效率可达84%,是目前已知文献中MHz系统的最高系统效率之一。近三年来,他所在的实验室在MHz无线电能传输电路与系统层次新型拓扑结构、解析建模、优化分析与设计等领域已有16篇学术论文连续被IEEE Trans. Power Electronics等领域内主流IEEE期刊录用,已成为兆赫兹MHz高频无线电能传输领域国际的领先团队之一。此外,马澄斌还简要介绍了实验室在混合能源系统与微网/智能电网能源管理与优化的一些思路和前沿性探索。
马澄斌,上海交通大学密西根学院副教授、博士生导师。2004 年9 月在日本东京大学电气工程系获得博士学位。2008 年8 月起在密西根学院任教,承担信号处理、控制与机电一体化以及毕设课程设计等相关专业课程的教学工作;研究方向为微网/智能电网能源管理与优化、无线电能传输、动力学与运动控制等(实验室网页:http://umji.sjtu.edu.cn/lab/dsc/)。