电磁感应在无线输电及无线充电的应用

电磁感应在无线输电及无线充电的简易实验

导言：

无线输电一直以来是人类的梦想，从特斯拉的全球输电设想到现今天，微波输电激光输电电磁波电力传输电磁感应等方法都已在实验室获得成功。2007年MIT的科学家团队开创了感应输电的新模式---自谐振线圈耦合模式。自谐振线圈具有很高的Q值，在输电方面具有极大的优势。利用电磁感应原理的无线输电技术进年来也有较大发展，虽然输电距离较近，但在小功率短距离输电情况下具有很大的优势。在无线输电的几种方式中，LC谐振式的结构最适合给小型电子产品进行充电。

具体方案：

（1）电路结构图1：

在本次试验中

L1=L2=33μH

C1=1μF

L3=0.2μH（4T）

谐振频率f=

经计算谐振频率大约在350KHz

在对本次试验过程中，发现可以通过LC回路两端电压的特点控制功率开关器件，不仅不需要外接驱动信号，还自动适应LC谐振回路，省去了锁相环电路。在进行多次尝试后，我设计出一种全新的震荡电路。

（2）电路图2：

振荡建立过程：

上时电，两管截止，LC回路两端电压快速上升，R1 R2提供G极开启电压，Z1 Z2限压（在低于12v电源输入时不需要12Ｖ的齐纳二极管Z1，Z2）两管开启，但因电路中元件的离散性和电路的不完全对称，两管导通存在时间和通过电流差异，LC回路两端的电压有一定的差别，于是电容充电，进而引起振荡，在开关管导通时，L1与L2起了缓冲和限流作用。

电路在很短时间完成了建立振荡的过程，之后随LC回路两侧的压差，使D1,D2交替导通，同时LC回路两端的电压在MOS的导通电压处变动时，MOS开通和关闭。因为功率MOS放大区很窄，并且在

（3）经实验，此电路在20KHz-2MHz下都能稳定工作，在此对350KHz和2MHz下的工作情况进行分析：

在350KHz下输电频率较低，但整体系统效率较高。在离线圈1cm处效率??，随着距离加大快速降低；

在2MHz下：因MOS管G级电容等因素影响，功率管有少许发热，但使用单匝线圈即可使之正常工作，这使得初次极线圈很好布置。

（4）功率控制：

通过控制加在SW1端方波的占空比来控制输出功率

（5）自谐振线圈耦合模式尝试

总结：

布布卡