基于激光的无线电力传输（LWPT）技术被认为是一种相对较新的技术，用于远程无线电力传输应用，例如无人驾驶飞行器和轨道卫星。1,2LWPT系统具有两个主要组件：激光二极管（LD）和光伏（PV）阵列，如下图所示。3.在任何应用中，必须考虑系统的端到端效率。该系统效率包括LD和PV阵列的效率，因为这些是负责限制实现的系统的效率。关于LWPT技术的大多数最新研究主要侧重于设备级技术和硬件实现。然而，有一些研究专注于提高LD和PV阵列的效率特性，使得整个系统的系统效率特性仍然模糊。
为了仔细检查系统效率特性，本文中的LWPT系统被建模为光学耦合的DC / DC转换器，如下图所示。从该图中清楚地看出电流对LD的性能直接影响，理论上和实验测量，通过输入电流进行分析并测量系统的效率。结论是，系统效率可能受到LD输入电流占空比的影响，这对LWPT技术领域提供了一些贡献。借助传输功率与系统效率之间的关系在不同的输入电流循环条件下，可以提供系统控制方法的指导。保持看来上述情况，可以通过有效利用LD和PV电池来优化系统。
系统效率特征的理论分析
LD的效率特征
在无线电力传输应用中，LD可以由连续电流（CC模式）或脉冲电流（脉冲模式）供电。4.下图（顶部）显示了CC和脉冲模式下LD的键波形。首先，我们研究了LD效率及其输入电流的关系，因为LD的性能受其输入电流的影响。从下面的图（底部）是明显的，对于相同的输出光功率，LD输入电流的占空比越小，LD的效率越高。
PV阵列的效率特性
在脉冲模式下驱动LD提供高效率的优点。因此，研究光伏阵列如何随着连续脉冲入射光功率改变的机制是非常自然的。最大功率点处的PV阵列的电压和电流取决于辐照度水平和细胞温度。
在标准的环境条件下，辐照度水平为1,000 w / m2细胞温度为25˚C。
提高温度降低了光伏电池的效率。为了克服这个问题，在LWPT系统中使用冷却系统以使电池的温度尽可能在最低水平。该冷却系统有助于实现PV电池的最大性能。因此，结论是可以忽略温度。
下图显示了激光脉冲的不同占空比下的效率与入射光功率的图表。它可以在图中可以很容易地看出占空比越小，效率越高。因此，结论是，为了在高激光强度下高效性能，应由脉冲激光照射PV阵列。
系统的效率特性
对于LWPT系统，LD和PV阵列中的损失是系统而不是其他组件的主要贡献因素。因此，系统的效率由LD和PV的效率决定。如前所述，占空比对专用PV电池的LD和PV阵列的效率具有相同的影响。因此，随着占空比减少，系统效率将增加。
结论
在本文中，我们已经讨论并调查了LWPT系统。关于该系统的研究很少，并在本条中考虑了这些研究。简而言之，系统效率与LD输入电流的占空比直接相关;占空比越小，系统的效率越高。因此，控制脉冲激光器的占空比是优化系统效率的关键因素。
参考
1基于激光的无线电力传输系统的效率评估。Michigan-Dearborn大学电气计算机工程系伟阳周，美国，Zweiyang@umich.edu;南京航空航天大学自动化工程学院科金，中国南京，
2R. Mason，“激光动力传递到高空无人空中飞行器的可行性”，2011年兰德公司。
3.D. e.胜利。“高强度激光电力传输，”克利夫兰州立大学电气计算机工程硕士论文，俄亥俄州克利夫兰，2008年5月。
4.伟阳周和柯晋，“对无线动力传递不同驱动模式中的激光二极管效率评估”IEEE Trans。电力电子。，Vol。30，第11页，第11页，第11页，2015年6,237-6,244。
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