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高功率MRI梯度功率放大器的高精度控制方法
High-Precision Control Method for High-Power MRI Gradient Power Amplifiers
Keqiu Zeng · Saijun Mao · Gert Rietveld · Jelena Popovic 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
磁共振成像(MRI)要求梯度功率放大器(GPA)驱动梯度线圈产生高保真磁场,高精度控制对成像质量至关重要。本文针对高功率GPA的高精度控制难题展开研究,旨在优化电流响应速度与纹波抑制,提升系统整体控制性能。
解读: 虽然MRI梯度功率放大器属于医疗电子领域,但其核心技术——高功率密度变换、高带宽电流控制及高精度波形跟踪,与阳光电源的组串式逆变器及储能变流器(PCS)技术同源。该研究中涉及的先进PWM调制策略及模型预测控制(MPC)算法,可优化阳光电源PowerTitan系列储能系统在电网调频时的动态响应速度。此...
一种低板电压应力的高效水下混合无线电能传输系统
A High-Efficiency Underwater Hybrid Wireless Power Transfer System With Low Plate Voltage Stresses
Xian Zhang · Guangyao Li · Ting Chen · Fengxian Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种高效的水下混合无线电能传输系统,旨在为水下电气设备提供安全稳定的电源。该系统采用集成磁电耦合器,通过将线圈嵌入C型板并集成至LC补偿拓扑中,有效降低了板间电压应力,提升了传输效率与安全性。
解读: 该文献探讨的无线电能传输技术(WPT)及磁电耦合拓扑,虽然目前主要应用于水下场景,但其核心的“高效率、低电压应力”设计理念对阳光电源的电力电子研发具有参考价值。在阳光电源的产品线中,该技术可作为未来电动汽车无线充电桩(EV Charger)的技术储备,或探索在特定工业场景下对储能系统(PowerSt...
一种用于广域泛在无线充电区的带磁屏蔽模块化感应电能传输系统
A Modularized IPT With Magnetic Shielding for a Wide-Range Ubiquitous Wi-Power Zone
Eun S. Lee · Yeong H. Sohn · Byeong G. Choi · Seung H. Han 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种广域泛在无线充电区概念,通过由多个同尺寸发射模块组成的DQ发射线圈,实现三维全向无线充电。该系统采用模块化设计并集成了磁屏蔽技术,旨在解决复杂空间内电动设备的高效、灵活无线电能传输问题。
解读: 该技术主要涉及无线电能传输(IPT),属于电力电子前沿研究。对于阳光电源而言,目前核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及电动汽车充电桩。虽然该技术在消费电子或特定工业场景的无线充电领域具有创新性,但与阳光电源现有的高功率有线充电桩产品线存在技术路径差异。建议关注其模块化设计思路和磁屏蔽技术,未来可作为...
一种具有零电压开关
ZVS)且在无线电能传输系统中宽距离范围下降低电压应力的钳位谐波注入E类变换器
Liangzong He · Dong Guo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统工作频率高,E类变换器虽能实现零电压开关(ZVS)以降低损耗,但存在电压应力高及ZVS条件对距离敏感等问题。本文提出一种钳位谐波注入技术,旨在解决上述问题,提升WPT系统在负载距离变化时的运行稳定性与效率。
解读: 该技术主要针对无线电能传输(WPT)领域,虽然目前阳光电源的核心业务集中在光伏、储能及电动汽车充电桩(有线),但该拓扑中关于高频变换器降低电压应力和实现宽范围ZVS的研究,对未来探索无线充电技术在电动汽车或户用储能系统中的应用具有参考价值。此外,其谐波注入与钳位技术可为提升现有高频DC-DC变换器(...
基于磁通管道供电轨与H型接收器的均匀电压输出电动汽车动态无线充电系统
Dynamic Wireless Charging System for EVs With Uniform Voltage Output Based on Flux Pipe Supply Rail and H-Type Receiver
Deyu Wang · Xinlu He · Chaowei Fu · Qinglin Zhao 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
针对电动车辆动态无线电力传输(DWPT)系统中现有磁耦合结构存在的输出波动大或轨道宽、抗偏移能力差等问题,提出一种由磁通管道供电轨与H型接收器构成的新型磁耦合结构。通过沿行进方向单向绕制轨道线圈,产生行进方向上的相对均匀磁场,替代传统垂直方向交变磁场;H型接收线圈分为两部分,与轨道线圈同向绕制,二者空间相位差180°,以抵消互感波动,实现稳定功率输出。实验搭建2.5 kW样机,结果表明行驶过程中输出电压波动仅为±0.35%,横向偏移从0增至25 cm时输出下降13.7%。
解读: 该动态无线充电技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要参考价值。磁通管道供电轨与H型接收器的创新耦合结构实现±0.35%的超低电压波动,可借鉴应用于充电桩产品的恒压控制策略优化。其抗偏移设计思路(25cm偏移仅降13.7%输出)对车载OBC充电机的宽范围适应性设计有启发意义。该系统的功率传输拓扑与补偿...
基于集成线圈的自谐振耦合器混合无线电能传输
Hybrid Wireless Power Transfer With Self-Resonance Coupler Based on Integrated Coil
Zhongyu Dai · Yang Sun · Quan Gan · Yanhu Zhai 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文利用感应式(IPT)与电容式(CPT)无线电能传输在耦合器和调谐方法上的对偶性,设计了一种集成线圈以构建紧凑型混合无线电能传输(HPT)系统。通过线圈与极板共用能量传输通道,实现了磁场耦合与电场耦合的融合,有效提升了传输效率与功率密度。
解读: 该技术主要针对无线充电领域,与阳光电源目前的电动汽车充电桩业务存在技术关联。虽然目前阳光电源充电桩产品以有线快充为主,但该研究提出的集成线圈与混合传输拓扑(HPT)在提升功率密度和系统紧凑性方面具有前瞻性。建议研发团队关注该技术在未来大功率无线充电场景下的应用潜力,特别是针对电动汽车自动充电及移动储...
任意线圈数量磁耦合无线电能传输
MC-WPT)系统的最大功率传输点确定方法
Yue Sun · Zhi-Juan Liao · Zhao-Hong Ye · Chun-sen Tang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种基于模态理论的通用分析方法,用于快速准确地确定任意线圈数量的磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统中的所有最大功率传输点。该方法通过建立精确的时域模型,揭示了MC-WPT系统的功率传输特性,为优化系统设计提供了理论依据。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输(WPT)的底层拓扑分析与功率优化,与阳光电源现有的电动汽车充电桩业务具有一定的技术关联性。虽然目前阳光电源的主流充电桩产品以有线快充为主,但随着大功率无线充电技术的演进,该模态分析方法可为未来研发高效率、高功率密度的无线充电模块提供理论支撑。建议研发团队关注该方法在多线圈耦...
用于SiC模块端子开关电流测量的毫米级200 MHz带宽磁场传感器
Millimetre-Scale 200 MHz Bandwidth Magnetic Field Sensor to Measure Switching Current in SiC Module Terminals With Minimal Insertion Inductance
Jiaqi Yan · Yushi Wang · Harry C. P. Dymond · Sebastian Neira 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种微型电流传感器设计方案,专门用于SiC功率模块端子。该传感器解决了传统罗氏线圈在空间受限或影响母排性能场景下的应用难题,通过在模块端子间插入低电感铜垫片实现电流传感,具有高带宽和低插入电感的特性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC功率模块,高频开关下的电流精准监测对于提升系统效率和保护器件至关重要。该传感器技术能有效解决SiC高频开关带来的寄生参数干扰问题,有助于优化逆变器及PCS的驱动电路设计,提升功率密度。建议研发团队关注此传感技术的集成化方案,将...
采用DDQ嵌套线圈的单输入双输出无线功率与信息传输系统用于电机驱动
A Single-Input Dual-Output Wireless Power and Information Transfer System Using DDQ Nested Coils for Motor Drives
Xuxing Duan · Guangyu Yan · Jinliang Huang · Jie Qiu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种新型无线功率与信息传输(WPIT)系统,可直接驱动无刷直流电机,解决恶劣环境下供电不安全和通信失效的问题。通过DDQ嵌套线圈和双通道电路拓扑,该系统利用单一逆变器在基波和三次谐波通道同时传输高、低功率,分别驱动电机及电机控制器,并在三次谐波通道中同步传输控制信息,无需额外通信装置。实验搭建了192W样机,实现副边电机供电及12V恒压输出。系统信息传输速率达166kbps,DC-DC效率达90%,仿真与实测结果验证了方案的有效性。
解读: 该DDQ嵌套线圈无线功率与信息传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。其单逆变器双通道传输架构可借鉴至车载OBC充电机设计,通过基波和谐波通道同时实现主功率传输与辅助电源供电,简化电路拓扑。无线功率信息同步传输方案可应用于充电桩产品,解决恶劣环境下接触式充电的安全隐患,特别适合矿山、港口...
一种低电场暴露的完全对称平面螺旋接收线圈设计与优化
Design and Optimization of a Perfectly Symmetric Planar Spiral Receiving Coil With Low E-Field Exposure for Large-Space WPT
Tong Li · Siqi Li · Zhe Liu · Sizhao Lu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
本文提出一种用于大空间无线电力传输系统的完全对称平面螺旋接收线圈(PS-coil),旨在显著降低电场(E-field)暴露。该线圈采用多股对称绕制的螺旋导线取代传统单导线结构,实现分布式精确电容补偿,有效抑制寄生电容及其引发的E-field辐射。PS-coil在保持磁场(H-field)分布的同时,大幅削弱E-field强度,使功率接收在ICNIRP 2020限值内最大化。有限元仿真表明,在6 A有效电流下,1 cm距离处局部比吸收率(SAR)仅为0.72 W/kg,较传统设计降低80%,远低于...
解读: 该低电场暴露无线电力传输技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。PS-coil的完全对称螺旋结构与分布式电容补偿设计,可直接应用于无线充电桩系统,将SAR降低80%至0.72 W/kg,满足ICNIRP 2020人体安全标准。其200W功率传输能力和54.8%效率,适配小功率移动设备充电...
具有有源中继线圈的大规模空间无线电力传输新型发射器
A Novel Type of Transmitter With A-R Coil for Large-Scale Spatial Wireless Power Transfer
Yujie Zhai · Yang Li · Qingxin Yang · Lihua Zhu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
由于无线电力传输WPT系统中电磁场在大规模空间内的快速衰减特性,难以实现空间尺度跨越以满足当前物联网和自动仓库等无人室内场景中多负载电子设备供电的紧迫需求。为解决该问题,本文提出一种具有有源中继线圈的新型发射结构,用于实现大规模3D空间内任意位置和数量负载的功率传输。首先确保发射器在空间天花板和地板上相邻平面线圈的绕组方向不同以增加磁场密度,同时保证空间区域同侧磁场纵向方向相同以扩展磁通路径和空间传输尺度。通过实验研究,在1.8×1.4×2.0米空间内分散在不同位置的12个负载灯泡全部点亮,总效...
解读: 该大规模空间WPT发射器研究对阳光电源拓展无线供电应用场景有重要参考价值。有源中继线圈实现1.8×1.4×2.0米大空间覆盖和12个负载80%总效率的性能可应用于阳光电源在智能仓储、智能工厂和智能家居等物联网场景的无线供电解决方案。天花板和地板线圈配合设计增强磁场密度和扩展传输尺度的技术思路可借鉴用...
一种用于桌面充电的高度可调多中继无线电力传输系统的设计与分析
Design and Analysis of a Height-Adjustable Multirelay Wireless Power Transfer System for Desktop Charging
Cang Liang · Xiaohua Wang · Chaoting Wang · Mingzhe Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年7月
近年来,桌面无线充电技术受到广泛关注。为实现智能家居系统并解决插座带来的安全隐患,同时满足不同用户的使用偏好,本文提出一种高度可调的多中继无线电力传输系统。发射线圈嵌入墙体,桌面垂直于墙面,通过两个中继线圈调节功率传输路径及桌面高度。建立了磁耦合器的电路模型,详细分析了交叉耦合问题,并设计电路阻抗工作于感性状态,结合自动调谐辅助电路(ATAC)模块,将阻抗角固定在5°,实现近零相角与零电压开关,无需实时动态监测。实验验证了系统的有效性,最大输出功率达120 W,峰值效率为91.6%。
解读: 该高度可调多中继无线电力传输技术对阳光电源充电桩产品线具有重要应用价值。其自动调谐辅助电路(ATAC)实现近零相角与ZVS的方案,可借鉴应用于车载OBC充电机的磁耦合设计,提升功率传输效率。多中继拓扑的交叉耦合抑制方法对ST储能系统的模块化互联设计具有参考意义,可优化多变流器并联时的电磁干扰问题。固...
利用连续可变串联电抗器进行故障电流限制
Fault Current Limiting Using Continuously Variable Series Reactor
Mohammadali Hayerikhiyavi · Aleksandar Dimitrovski · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月
本文提出一种基于连续可变串联电抗器(CVSR)的新型故障电流限制方法。CVSR利用交流与直流绕组共用的铁磁芯磁化特性,调节交流电路中的电抗。通过控制CVSR中的直流偏置电流,可调节功率流动、平衡负载并限制故障电流。采用Gyrator-Capacitor方法建立等效电路模型,对CVSR的电流、感应电压和磁通进行详细分析。提出一种独特的CVSR结构:正常工况下,同腿上反串连接的交流线圈产生的磁通相互抵消,呈现低阻抗;故障时自动重构为高阻抗状态,有效抑制故障电流。仿真结果验证了该方法的可行性与有效性。
解读: 该CVSR故障电流限制技术对阳光电源储能与电网侧产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中,可替代传统限流电抗器实现动态故障保护,正常运行时低阻抗减少损耗,故障时自动切换高阻抗抑制短路电流,提升系统安全性。对ST系列储能变流器的电网接入方案,CVSR可作为前端保护装置,配合构网型GF...
通过电磁场优化实现房间尺度下安全高效的百瓦级无线电力传输
Safe and Efficient Hundred-Watt-Level Wireless Power Transfer in Room-Scale Spaces Through Electromagnetic Field Optimization
Tong Li · Siqi Li · Xingpeng Yu · Yaju Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
本文深入探讨了用于电子设备(如笔记本电脑和智能手机)房间级充电的磁共振无线电能传输(MR - WPT)技术。具体设计了一个利用多个大型单匝圆形线圈的系统,重点是在国际非电离辐射防护委员会指南(2020 年)规定的暴露限制范围内,优化谐振频率和线圈电流,以最大化电磁(EM)功率流,确保符合电磁安全标准。为减轻电场效应,引入了一种针对每个线圈采用电容分布式补偿和并联激励的新方法。提出了一种补偿参数设计方法,以实现各线圈间的均匀电流分布,特别是在高互耦条件下。通过对不同场景下的比吸收率(SAR)和空间...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项磁共振无线电力传输技术展现出与我司储能系统和新能源生态整合的潜在价值。该技术实现了房间尺度内百瓦级的安全高效无线充电,其核心优势在于通过电磁场优化确保符合国际非电离辐射防护委员会的安全标准,这为室内能源分配提供了新思路。 对于阳光电源而言,该技术最直接的应用场景是与户...
区域耦合增强自解耦全向无线电力传输发射器及其最优效率策略
Regional Coupling Enhanced Self-Decoupling Omnidirectional Wireless Power Transfer Transmitter With Optimal Efficiency Strategy
作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年11月
全向无线电能传输(OWPT)系统广泛应用于消费电子产品(CEP)、工业机器人、无人探测设备等领域。然而,无定向的电磁能量传输会降低系统传输效率,并增加自由工作空间中的磁场泄漏。此外,现有的控制策略难以同时保证系统的简易性和效率,从而增加了系统的开发和运行成本。本文首先提出了一种具有高效率和低漏磁的新型发射端结构,该结构由三个正交放置的方形线圈组成。此外,一种自解耦重构方法可以进一步挖掘发射端的潜力,并且所提出的最优效率策略可以使空间电磁场均匀化。搭建了一个 100 V/100 kHz 的 OWP...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项全向无线电力传输(OWPT)技术具有重要的战略价值,特别是在储能系统和新能源应用场景中的潜在应用。 该技术的核心创新在于通过三正交线圈结构实现高效率(75-87%)和低漏磁的全向传输,这与我司在储能系统和电动汽车充电领域的技术需求高度契合。具体而言,在工商业储能系统的...
基于脉冲电压注入的双向无线功率传输系统同步策略
Synchronization Strategy Based on Pulse Voltage Injection for Bidirectional Wireless Power Transfer Systems
Zhaozheng Zhu · C. Q. Jiang · Xiaosheng Wang · Junhui Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
在双向无线电能传输(BWPT)系统中,逆变器与有源整流器之间的同步是一项具有挑战性的任务。本文提出了一种新颖的脉冲电压注入方法(PVIM),无需使用任何通信链路即可实现两侧变流器之间的同步。PVIM的同步原理是在初级侧注入电压脉冲,并在次级侧检测脉冲以生成同步信号。通过捕获同步信号,可锁定初级侧的频率和相位。为了实现初级侧的电压脉冲注入,本文提出了一种拓扑结构和控制方式简单的新型纳秒脉冲发生器。此外,采用两个与谐振槽路串联的磁环进行电压脉冲的注入和检测。与现有的同步策略相比,PVIM在六个关键方...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于脉冲电压注入的双向无线电力传输同步策略具有重要的技术参考价值,尤其在储能系统和电动汽车充电领域具有潜在应用前景。 该技术的核心创新在于实现了无通信链路的双向变流器同步控制,这与阳光电源在储能双向变流器(PCS)和车载充电系统中面临的控制挑战高度相关。传统双向功率变...
一种采用共用补偿电感实现嵌入式电芯均衡的LCC无线充电器
An LCC Wireless Charger With Embedded Cell Equalization via a Shared Compensation Inductor
Pengcheng Zhang · Tianhao Zhang · Xinjie Yu · Zhaoyang Yuan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月 · Vol.41
本文提出一种集成无线充电与电池均衡功能的紧凑型LCC拓扑,复用接收端补偿电感作为多绕组变压器原边,无需额外磁性元件或开关网络即可实现高精度电芯间能量重分配,电压偏差<0.02V,效率81.5%@19W,抗线圈偏移且耦合鲁棒性强。
解读: 该技术可赋能阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统中的无线化、模块化电池簇管理,尤其适用于移动储能车、AGV换电柜等动态场景。其嵌入式均衡架构可降低BMS硬件复杂度,减少对独立均衡芯片/开关矩阵依赖,利于与iSolarCloud平台协同实现无线状态监测。建议在下一代户用光储一体机及便携...
考虑自感和互感变化的感应电力传输系统位置偏移容限设计以实现最优恒流输出
Position Offset Tolerance Design Considering Variations of Both Self and Mutual Inductance of Inductive-Power-Transfer Systems for Optimal Constant Current Outputs
Fei Xu · Xian Zhang · Zhixin Chen · Junwei Liu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
当前感应电力传输IPT系统位置偏移容限设计研究主要关注如何保持互感稳定性。实际上发射器与接收器间的位置偏移不仅改变互感,也改变磁耦合结构的电感,这会恶化调谐谐振条件并进一步影响输出功率、系统效率和零电压开关ZVS。为实现最优效率的恒流CC充电,本文尝试为典型S-S补偿IPT系统设计同时考虑自感和互感变化的位置偏移容限控制。首先提出快速频率搜索方案以跟踪系统谐振频率并进一步识别磁耦合线圈的自感。然后基于识别参数重构IPT系统稳态数学模型。通过采样次级侧峰值电流进一步识别互感。可计算出具有ZVS和最...
解读: 该IPT位置偏移容限设计研究对阳光电源无线充电系统鲁棒性提升有重要参考价值。同时考虑自感和互感变化的全面建模方法与阳光新能源汽车OBC无线充电模块在实际应用中面临的复杂位置偏移场景高度契合。快速频率搜索和参数识别方案可应用于阳光iSolarCloud平台的无线充电智能控制,实现动态优化。实现ZVS和...
SiC功率放大器在电磁轴承控制中的电流跟踪性能及优良抗扰能力
Current Tracking Performance of an SiC Power Amplifier for Control of Electromagnetic Bearing With Good Disturbance Rejection
Kamisetti N V Prasad · Aditya Raj · G. Narayanan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
电磁轴承(EMB)是一种机电系统,它通过磁力为高速旋转机械的转子提供非接触式支撑。电磁轴承的励磁线圈由电流控制的电力电子变换器供电,以对转子上的径向扰动力进行高带宽闭环控制。在电磁轴承系统中,电力电子变换器精确跟踪电流对于抑制扰动力至关重要。本文综述了电磁轴承的建模以及作用在转子上的几种扰动力。给出了电磁轴承非线性模型在瞬态和周期性扰动力作用下的仿真结果。通过仿真生成了功率放大器需要跟踪的参考线圈电流。考虑控制回路延迟和带宽要求,推导了电流控制器参数的闭式表达式。在电磁轴承原型上测试了变换器和控...
解读: 该SiC功率放大器的高带宽电流跟踪与抗扰技术对阳光电源多条产品线具有重要价值。在ST系列储能变流器中,精确电流控制可提升功率响应速度与并网稳定性,增强电网扰动下的鲁棒性;在SG系列光伏逆变器中,快速电流跟踪能力可优化MPPT动态性能,提高弱电网适应性;在电机驱动与OBC充电机中,该技术可改善转矩脉动...
高频无线电力传输技术特刊主编寄语
Guest Editorial Special Issue on High-Frequency Wireless Power Transfer Technology
Fei Lu · Grant Covic · Shu Yuen Ron Hui · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
无线电力传输WPT技术在交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空等众多新兴应用中日益关键。其非接触特性在脏污或超洁净、高温、水下、地下和外太空等恶劣环境条件下具有优势。当前WPT系统性能与开关频率、耦合度、初次级磁元件伏安需求和组件质量密切相关,这些是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。为提升WPT技术运行安全性和可靠性,抑制和消除高频磁场引起的电磁干扰EMI和电动势EMF问题至关重要。该特刊从74篇投稿中录用31篇,涵盖高频谐振变换器技术、高频电磁场约束与发射抑制、抗失调与传输距离增强、高频...
解读: 该高频WPT特刊对阳光电源无线充电技术发展有全面指导价值。特刊涵盖的多MHz IPT系统、SiC全桥逆变器和三相高频IPT系统与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的技术路线一致。高频电磁场约束和EMI/EMF抑制技术为阳光无线充电产品满足安全标准提供了解决方案。抗失调和传输距离增强技术(圆柱螺线管耦合...
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