无线电能传输装置电路原理分析
感应式无线电能传输 杨进
感应式无线电能传输特性研究学号:14721427 姓名:杨进一、设计任务搭建小型无线电能传输装置,装置尽可能轻量化,以便与加于磁悬浮平台。
二、设计要求（1）在1至3cm距离下实现电能传输点亮12V10W灯泡（2）体积尽可能的小三、方案设计1、小型无线电能传输的工作原理图1 无线电能传输原理小型无线电能传输装置的基本工作原理如图1所示:高频逆变部分产生的高频交变电流注入原边线圈,原边线圈中的高频交变电流产生高频交变的磁场与副边线圈电磁感应耦合,从而产生感应电动势,该感应电动势通过高频整流电路之后可向负载提供直流电能供应。
在小型无线电能传输装置的能量接入耦合机构中,原边线圈与副边线圈间存有较大的空气间隙,因此其耦合系数K较小。
为了提高小型无线电能传输装置的功率传输能力,减小耦合机构的体积,采用在原边线圈中注入高频交变电流的方法,以提高松耦合变压器的功率密度。
为了提高系统的能量传输效率,一般对原副边进行补偿,采用谐振电路来提高系统的功率传输能力。
2、耦合补偿拓扑的选择小型无线电能传输装置的系统中,存在着较大的漏电感,限制了其传输的有功功率。
为了最大限度地减少无功功率的消耗,一般常用电容容抗来补偿电路中的感抗。
原边的电容就是为了补偿原边的漏感抗与副边的反射感抗,从而减少小型无线电能传输装置电源的视在功率,提高小型无线电能传输装置电源的功率因数。
副边的电容补偿就是为了减小副边的无功功率,提高系统的传输功率能力。
小型无线电能传输装置中基本的补偿拓扑有电容串联补偿(S)与电容并联补偿(P)两种形式。
若原边与副边采用串联或并联组合补偿方式,则系统的补偿拓扑结构共4种:串联一串联补偿拓扑(SS)、串联一并联补偿拓扑(SP)、并联一串联补偿拓扑(PS)、并联一并联补偿拓扑(PS)。
SS拓扑电流值太大,不宜于在设计时选用。
而SP拓扑在保证高的耦合传输功率的同时能够确保原边谐振回路电流值不大,就是比较理想的小型无线电能传输装置补偿拓扑结构。
无线电能传输系统原理分析与设计
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无线电力传输技术的基本原理与应用前景
无线电力传输技术的基本原理与应用前景无线电力传输技术是一种通过无线电波实现能量传输的技术，其基本原理是利用电磁感应原理将电能转换为无线电波，然后通过无线电波传输到接收器，再将无线电波转换为电能。
该技术可以实现远距离的能量传输，无需使用导线，具有很大的应用潜力。
1.发射器：发射器通过电源将电能转换为高频电能，然后将高频电能转换为高频电磁能量。
发射器通常由电源、功率放大器和天线组成。
2.传输介质：传输介质是指无线电波在空间中传播的媒介，可以是空气、真空等。
无线电波在传输介质中传播时，会形成电场和磁场的振荡，从而传播能量。
3.接收器：接收器通过天线将传输介质中的无线电波转换为电磁能量，然后通过电源将电磁能量转换为电能。
接收器通常由天线、谐振电路和整流电路组成。
1.移动充电：无线电力传输技术可以用于无线充电设备，如智能手机、平板电脑、电动汽车等。
只需将设备放置在无线充电设备的范围内，即可实现无线充电，方便快捷。
2.智能家居：无线电力传输技术可以应用于智能家居系统中，使各种家电设备实现无线供电，消除电线和插头的烦恼。
3.工业领域：在工业领域，无线电力传输技术可以用于传输高功率的电能，满足大功率设备的需求，如工作机器人、无人机等。
4.医疗领域：医疗设备常常需要长时间提供电能，无线电力传输技术可以使医疗设备的供电更加灵活方便，避免了传统插头的使用，提高了患者的舒适度。
5.环境保护：无线电力传输技术避免了传统电线的使用，减少了电线产生的资源消耗和环境污染，有利于减少对环境的负面影响。
虽然无线电力传输技术具有广阔的应用前景，但目前仍存在一些挑战需要克服。
首先，无线电力传输技术的传输效率较低，有一定能量损耗。
其次，由于无线电波的折射和干扰等因素，传输距离有限。
还有一些安全性和健康问题需要进一步的研究和解决。
综上所述，无线电力传输技术作为一种方便、高效的能量传输方式，具有广阔的应用前景。
随着技术的不断进步，相信无线电力传输技术将在未来得到更广泛的应用。
无线电能传输原理
无线电能传输原理无线电能传输是指通过无线电波将能量传输到远距离的技术。
这种技术在现代社会中得到了广泛的应用，包括手机充电、电动汽车充电等领域。
无线电能传输原理是基于电磁感应和电磁波传播的物理原理，下面我们将详细介绍无线电能传输的原理和相关技术。
首先，无线电能传输的基本原理是利用发射端的电磁场感应接收端产生感应电流，从而实现能量传输。
在无线电能传输系统中，发射端通过电源产生高频交流电，然后通过天线将电能转换成电磁波并辐射出去。
当接收端的天线接收到这些电磁波时，会产生感应电流，从而实现能量的传输。
这种原理类似于变压器的工作原理，但无线电能传输可以实现远距离的能量传输，而不需要物理上的接触。
其次，无线电能传输的关键技术包括功率传输、距离衰减和安全性。
在实际应用中，无线电能传输需要考虑功率传输的效率和距离衰减的影响。
功率传输的效率取决于发射端和接收端的天线设计、工作频率和传输距离等因素。
距离衰减是指随着传输距离的增加，电磁波的能量密度会随之减小，因此需要合理设计系统以克服距离衰减的影响。
此外，无线电能传输还需要考虑安全性的问题，避免对人体和其他设备造成危害。
最后，无线电能传输技术的发展趋势是提高传输效率、扩大传输距离和提高安全性。
为了提高传输效率，研究人员正在开发新的天线设计和工作频率选择，以提高能量传输的效率。
同时，为了扩大传输距离，研究人员也在探索新的传输技术和材料，以克服距离衰减的影响。
此外，为了提高安全性，研究人员正在开发新的安全控制技术，以确保无线电能传输不会对人体和其他设备造成危害。
总的来说，无线电能传输是一种基于电磁感应和电磁波传播的技术，通过发射端产生的电磁波感应接收端产生感应电流，从而实现能量传输。
在实际应用中，无线电能传输需要考虑功率传输、距离衰减和安全性等关键技术，未来的发展趋势是提高传输效率、扩大传输距禿和提高安全性。
通过不断的研究和创新，无线电能传输技术将会在更多领域得到应用，并为人们的生活带来便利和舒适。
一种无线电能传输系统以及方法
一种无线电能传输系统以及方法引言：随着科技的不断发展，无线电能传输系统成为了一种热门的研究领域。
通过无线电能传输系统，我们可以实现对电力的无线传输，为人们的生活带来了很多便利。
本文将介绍一种基于无线电的能量传输系统以及方法，包括系统的原理和具体实现方法。
一、无线电能传输系统的原理无线电能传输系统是基于电磁感应原理的。
当一个电流通过一个线圈时，会产生一个磁场。
当另一个线圈靠近时，磁场会诱导出电流。
通过这种方式，可以将电能从一个线圈传输到另一个线圈，实现无线电能传输。
二、无线电能传输系统的组成无线电能传输系统主要包括两个部分：发送端和接收端。
1. 发送端发送端包括一个电源和一个线圈。
电源提供电流，线圈将电流转换成磁场。
发送端将电能转化为磁能，通过磁场将能量传输到接收端。
2. 接收端接收端包括一个线圈和一个负载。
线圈将磁场转换成电流，负载则是能量的最终使用者。
接收端将磁能转化为电能，以供负载使用。
三、无线电能传输系统的实现方法无线电能传输系统的实现方法有多种，下面介绍两种常用的方法。
1. 磁共振法磁共振法是一种将能量无线传输到特定目标的方法。
它通过调整发送端和接收端的线圈频率，使它们达到共振状态。
当两个线圈处于共振状态时，能量传输效率最高。
这种方法常用于无线充电和电力传输等领域。
2. 波束成形法波束成形法是一种将能量无线传输到特定目标的方法。
它通过调整发送端的线圈形状和电流分布来控制磁场的形状。
接收端通过调整自己的线圈形状和位置来最大化接收到的能量。
这种方法常用于无线电能传输距离较远的情况。
四、无线电能传输系统的应用无线电能传输系统在很多领域都有广泛的应用。
1. 无线充电无线充电是无线电能传输系统的一种应用。
通过无线充电，我们可以将电能无线传输到电动汽车、手机、笔记本电脑等设备，为它们提供持续的能量供应。
2. 电力传输无线电能传输系统还可以用于电力传输。
在一些偏远地区或者无法铺设电线的地方，可以使用无线电能传输系统将电能传输到需要的地方，解决电力供应问题。
无线电能传输原理
无线电能传输原理
辐射能传输是指将电能转化为电磁波进行传输。
当电流通过一根天线时，会在周围产生电磁场。
这个电磁场会以无线电波的形式向外传播，从而将电能送达到接收天线。
接收天线将接收到的无线电波再转化为电能。
辐射能传输的主要特点是传输距离较远，但效率较低。
这是因为在电磁波传播的过程中，会遇到传播损耗和辐射损耗，从而导致能量损失。
近场耦合能传输是指通过电磁场的耦合来实现能量的传输。
当发射装置中的天线和接收装置中的天线之间的距离较近时，它们之间会产生强烈的电磁场耦合。
这个电磁场能够将电能从发射装置传输到接收装置。
近场耦合能传输的主要特点是传输效率较高，但距离较短。
这是因为近场耦合的电磁场在离开发射装置和接收装置一定距离后会衰减，从而导致无法实现远距离传输。
无线电能传输技术有着广泛的应用前景。
例如，在无线充电技术中，无线电能传输可以用来将电能从电源传输到电池或其他设备中，从而实现无线充电。
此外，无线电能传输还可以用于远距离能量传输，例如在太空中传输能源。
同时，无线电能传输也可以用于无线传感器网络，将能量从基站传输到传感器节点中，从而实现长时间的自动监测。
然而，无线电能传输技术也面临一些挑战和限制。
首先，辐射能传输的传输效率较低，传播过程中会有能量损失，导致传输效果不理想。
在近场耦合能传输中，由于电磁场的衰减问题，传输距离有限。
此外，无线电能传输还面临着安全和健康的考虑。
由于电磁波的辐射，无线电能传输可能对人体产生一定的辐射影响，因此需要在传输过程中采取相应的安全措施。
无线电能传输技术的原理与应用
无线电能传输技术的原理与应用1. 引言无线电能传输技术是一种可以通过空气中的电磁波将能量传输到指定目标的技术，其应用范围非常广泛。
本文将围绕着无线电能传输技术的原理与应用进行介绍。
2. 原理无线电能传输技术的原理是基于电磁波。
电磁波长期以来一直被视为一种携带信息的手段，但是近几十年来却被人们用于无线电能传输。
电磁波是由交变电场和交变磁场组成的一种波动，因此它可以在空气中传播，并且可以穿透一些特定的物质。
无线电能传输技术就是利用这个原理，通过将电磁波接收器和发射器配对，建立起一个稳定的电场，并且通过电磁波将这个电场传递到接收器中，从而实现能量的传输。
3. 应用无线电能传输技术的应用非常广泛。
以下是一些应用示例：（1）无线充电无线电能传输技术最常见的应用之一就是无线充电。
现在，越来越多的智能设备都支持无线充电，例如智能手机、智能手表和智能家居设备等。
通过无线电能传输技术，这些设备可以在不需要接触任何电线或插头的情况下进行充电。
（2）工业领域无线电能传输技术还广泛应用于工业领域。
例如，可以利用这个技术无线传输能量到遥远的机器人或者深海探测设备上。
（3）医疗领域无线电能传输技术在医疗领域也有一定的应用。
例如，可以通过这种技术在炎症或癌症区域内部输送能量，以加速治疗。
（4）智能家居在智能家居领域，无线电能传输技术也有很多应用。
例如，可以通过这种技术让家具自动充电，从而避免使用电线。
4. 未来展望尽管无线电能传输技术已经发展了很长时间，但是它在未来的发展仍然有着不可估量的潜力。
例如，可以通过这种技术为移动设备和车辆提供无线充电，从而让人们在平日里更充满活力和更不依赖于插座。
另外，无线电能传输技术在有限的范围内也可以用来供电，从而为全球提供更加独立和平衡的能源方案。
5. 结论无线电能传输技术是一种非常令人振奋的技术，它将能源输送高科技化。
它不仅为我们提供了更便捷的充电方案，而且也为我们提供了一个更加绿色、更加清洁和更加可持续的未来。
无线传电原理
无线传电原理
无线传电原理是通过电磁场的感应和传导来实现能量传输的一种技术。
该原理基于法拉第电磁感应定律，即当电磁场发生变化时，就会在周围产生感应电流。
通过该原理，可以将电能从一个装置传输到另一个装置，而无需通过传统的物理导线进行连接。
无线传电技术中的主要元件是发射器和接收器。
发射器是能够产生高频电磁场的设备，它将电能转换为电磁能，并将其辐射出去。
接收器则是能够接收电磁场并将其转换回电能的设备。
在无线传电过程中，发射器和接收器之间的距离可以是几毫米到几米，这取决于使用的具体技术。
在实际的无线传电系统中，发射器和接收器之间通常用共振方式进行耦合。
共振是指当两个系统具有相同的固有频率时，它们之间会出现能量交换的现象。
在无线传电系统中，发射器和接收器分别具有相同的共振频率，这样当它们靠近到一定距离时，就会发生共振耦合，从而实现能量传输。
无线传电技术可以应用于各种场景，比如将电能传输到移动设备、电动汽车充电等。
然而，由于无线传电存在能量损耗和安全性等问题，目前还处于研究和改进阶段。
研究人员正在努力提高无线传电效率，减少能量损耗，并确保其安全可靠性，以便更好地应用于实际生活中。
无线电能传输原理
无线电能传输原理无线电能传输是指通过无线电波将能量从一个地点传输到另一个地点的技术。
这种技术在现代社会中得到了广泛的应用，涉及到诸如手机充电、电动汽车充电、医疗设备供电等多个领域。
无线电能传输的原理是基于电磁感应和共振现象，通过这两种物理现象实现能量的传输。
首先，无线电能传输的基本原理是利用电磁感应实现能量的传输。
当一个电流通过一个线圈时，会产生一个磁场，而当另一个线圈处于这个磁场中时，它会感应出电流。
这就是电磁感应的基本原理。
在无线电能传输系统中，一个线圈被连接到电源，产生一个磁场，而另一个线圈则处于这个磁场中，从而感应出电流，实现能量的传输。
其次，共振现象也是无线电能传输的重要原理。
共振是指当一个系统的振动频率与另一个系统的振动频率相同时，就会发生共振现象。
在无线电能传输系统中，发射端和接收端的线圈都被设计成共振系统，它们的振动频率相同。
这样一来，当发射端的线圈产生磁场时，接收端的线圈就会发生共振，从而实现高效能量传输。
无线电能传输技术的发展离不开电磁学和电磁场理论的支持。
通过对电磁场的研究，科学家们不断改进无线电能传输系统的设计，使其能够实现更远距离、更高效率的能量传输。
同时，无线电能传输技术也受到了材料科学和工程技术的影响，新型材料的应用使得无线电能传输系统更加轻便、高效。
在实际应用中，无线电能传输技术可以解决诸如手机充电、电动汽车充电、医疗设备供电等问题。
通过无线电能传输，人们可以摆脱传统充电器的束缚，使得设备更加便携和灵活。
同时，无线电能传输技术也为新能源汽车的发展提供了可能，通过无线电能传输技术，电动汽车可以更加便捷地进行充电，为环保出行提供了更多可能。
总的来说，无线电能传输技术是一种基于电磁感应和共振现象的能量传输技术，它的发展离不开电磁学、材料科学和工程技术的支持。
通过无线电能传输技术，人们可以实现更加便捷、高效的能量传输，为现代社会的发展提供了更多可能。
随着科学技术的不断进步，相信无线电能传输技术会在更多领域得到应用，为人们的生活带来更多便利。
无线电能传输系统结构及工作原理
无线电能传输系统结构及工作原理1无线电能传输系统结构根据工作过程中初、次级绕组之间相对位置的不同存在方式，无线电能传输系统按结构可分为三类：分离式、滑动式（直线式）和旋转式无线电能传输系统，分别用于给相对于初级系统保持静止、滑动和旋转状态的电气设备充电。
图2-1、图2-2所示是这几种系统比较典型的电磁结构示意图。
图2-1 滑动式无线电能传输结构图2-2 分离式、旋转式无线电能传输结构2无线电能传输系统的工作原理与传统的变压器电能传输系统相比，无线电能传输系统耦合系数较小，所以增加磁能积利用率、减小体积、提高系统的功率传输能力是无线电能传输首先要考虑的问题。
于是在设计无线电能传输系统时初级电路通常采用高频变流/逆变技术，使交流电压在较高的频率上工作。
如图2-3所示为无线电能传输系统的工作原理方框图，无线电能传输系统的基本结构包括：初、次级电路以及感应耦合电磁结构。
初级交流电压经初级电路，由初级绕组与次级绕组耦合，次级绕组耦合得到的电能经次级电路供给负载使用，同时利用初、次级绕组还可以实现信号的双向传输。
图2-3 无线电能传输系统工作原理方框图系统工作时，在输入端将经整流、逆变的单相低频交流电转换成高频交流电流供给初级绕组。
次级端口输出的电流为高频电流，根据负载用电需要，若为直流负载，则将高频电流经过整流为负载电能传输；若为交流负载，则根据需要进行交交变频或交直交逆变处理。
这种能量传输方式有以下优点：①没有裸露导体存在，感应耦合系统的能量传输能力不受环境因素，如尘土、污物、水等的影响。
因此这种方式比起通过电气连接来传输能量，更为可靠、耐用，且不发生火花，不存在机械磨损和摩擦；②系统各部分之间相互独立，可以保证电气绝缘；③能够采用多个次级绕组接收能量时可为多个用电负载电能传输；④变压器初、次级可以相互分离，配合自由，可以处于相对静止或运动状态，适用范围也更广泛。
无线电能传输装置电路原理分析
无线电能传输装置电路原理分析一、发射端1.H桥工作原理及驱动分析要控制线圈内产生交流信号，需要给线圈提供正反向电压，这就需要四路开关去控制线圈两个输入端的电压。
H桥驱动原理等效原理图图如图3-5所示，当开关S1和S3闭合时，电流从线圈左端流向线圈的右端；当开关S2和S4闭合时，电流从线圈右端流向线圈左端。
图3-5H桥驱动原理等效电路图常用可以作为H桥的电子开关器件有继电器，三极管，MOS管，IGBT管等。
普通继电器属机械器件，开关次数有限，开关频率上限一般在30HZ左右，而且继电器内部为感性负载，对电路的干扰比较大，但继电器可以把控制部分与被控制部分分开，实现由小信号控制大信号，所以高压控制中一般会用到继电器。
三极管属于电流驱动型器件，设基极电流为I B，集电极电流为I C，三极管的放大系数为β，电源电压VCC，集电极偏置电阻R C，如果I B*β>=I C,则三极管处于饱和状态，可以当作开关使用，集电极饱和电流I C=VCC/R C，由此可见集电极的输出电流受到R C的限制，不适合应用于电流要求较高的场合。
MOS管属于电压驱动型器件，对于NMOS来说，只要V DS≥V GS-V T即可实现NMOS的饱和导通，MOS管开启与关断的能量损失仅是对栅极和源极之间的寄生电容的充放电，对MOS管驱动端要求不高，同时MOS端可以做到很大的电流输出，因此一般用于需要大电流的场所。
IGBT则是结合了三极管和MOS管的优点制造的器件，一般用于高压控制电路中。
综合考虑，本设计选用了4只NMOS管组成H桥，其具有导通电阻R DS小，，电流I D大等优点。
NMOS组成的H桥模型如图3-6所示。
图3-6NMOS管构成的H桥模型结合图3-6来分析讨论H的驱动问题。
首先分析由Q1和Q4组成的通路，当Q1和Q4关断时，F点的电位处于“悬浮”状态，即不确定电位，Q2和Q3也关断。
在打开Q4之前，先打开Q1,给Q1的G极12V的电压，由于F点“悬浮”状态，则F点可以是任何电平，不能保证前面说的栅极电压高于源极电压，这样可能导致Q1打开失败；在打开Q4之后，尝试打开Q1,在Q1打开之前，F点为低电位，给Q1的G极加上12V电压，Q1打开，由于Q1饱和导通，F点的电平等于电源电压，此时Q1的G极电压小于Q1的S极电压，Q1关断，Q1打开失败。
无线电力传输技术原理
无线电力传输技术原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊这神奇的无线电力传输技术原理呀！
你说这电啊，就像个调皮的小精灵，以前呢，总得通过那些电线啊啥的才能跑到咱需要的地方。
可这无线电力传输技术可就不一样啦，就好像给这个小精灵安上了翅膀，能直接飞过去啦！
咱可以把它想象成一个特别厉害的魔术。
你看啊，在这边有个电源，就像是魔术师，然后呢，在远远的那边有个设备等着电来，就像等着魔术惊喜的观众。
这魔术师不用拿手递过去，就能让电“嗖”地一下就到了观众那啦！是不是很神奇？
那它到底是咋做到的呢？其实啊，这里面有很多奥秘呢！无线电力传输技术主要靠的是电磁感应。
就好像两个人在玩传球游戏，这边把球扔出去，那边就能接住。
电源这边发出电磁波，然后接收的那边就能把电能给接收下来啦。
这就好比你在一个大广场上喊一嗓子，远处的人就能听到你的声音。
只不过这里喊的不是声音，而是电磁波，接收的也不是耳朵，而是专门的接收装置。
你说这多方便啊！以后家里再也不用到处都是乱七八糟的电线啦，多整洁呀！而且啊，想象一下，要是电动汽车也能无线充电，那该多好呀！不用再费劲地找充电桩，直接停那就充上电啦，多省事！
还有啊，那些在户外工作的设备，也不用老是担心电池没电啦，随时随地就能充上电，就跟人随时能吃饭补充能量一样。
你说这无线电力传输技术是不是未来的大趋势呀？它就像给我们的生活打开了一扇新的大门，让一切都变得更加便捷、高效。
咱可得好好期待一下，以后它还能给我们带来啥样的惊喜呢！我相信啊，它肯定会让我们的生活变得越来越美好，越来越神奇的！这不就是科技的魅力嘛！。
无线电能传输装置的设计与分析
无线电能传输装置的设计与分析作者：林柏林来源：《中国新通信》2015年第06期【摘要】无线电能传输是借助于电磁场或者电磁波进行能量传输的一种技术。
电能给人类带来巨大的发展和便利，然而错综复杂的输电线分布在生活的各个角落，既不美观又不方便，因此人类一直想要摆脱电线的束缚而能够实现电能无线传输的梦想。
本文章介绍了无线电能传输的几种方式，并通过比较他们的利与弊，选择最合适的方式，以追求最大的利益。
【关键词】无线电能传输谐振耦合 MRPT一、系统设计方案及论证1.1 无线电能发射部分发射电路作为无线电能传输传输系统中的重要组成部分该部分设计的好坏对总的传输功率也有着十分重要的影响。
因此在给系统中设计出一个高效的发射电路也是十分重要的一环。
本设计使用门极谐振电路驱动MOS管，其开关速度快，属于软开关，可以实现较低信号，产生较高电压来驱动MOS管，利于能量传输，效率高。
1.2 无线电能传输部分采用两个自谐振线圈。
电感线圈的设计和制作方法中我们了解到在高频状况下，线圈匝间电容和集肤效应将会是导致电阻增加而造成Q值降低，在空心电感的设计上都是应该考虑的。
但这些因素恰恰是引起线圈谐振所必需的，在谐振耦合中好似加以利用的。
另外提到有关线圈电感量计算公式中，都没有关于线圈所用绕线直径方面的内容，这就表明了线圈的电感量与线径无关。
但实际上，线径大小虽然不影响线圈的电感量，却对线圈性能有影响。
也就是说，线径越细，线圈的等效串联电阻就越大，Q值就越低，线圈性能就越差。
1.3 无线电能接收部分无线电能的接受由三大部分组成，分别是整流电路、滤波电路和稳压电路。
整流是为了方便接收线圈将高频率的正弦交流电压转化成我们负载所需要的电压。
整流有半波整流和桥式整流。
通过实验比较可知，桥式电流的效率以及对二极管的保护能力相对于其他方案要占优势一些。
虽然整流可以将高频的交流电压转化为直流电压，但是输出电压会由很大的脉动成分，这样在给谐波进行供电时会受到很大的谐波干扰，因为我们还需要滤波。
无线电力传输技术的基本原理与应用前景
无线电力传输技术的基本原理与应用前景【摘要】无线电力传输将电力通过电磁耦合、射频微波、激光等载体进行传输，这种技术解除了对于导线的依赖。
阐述了无线电力传输的基本原理，并对其未来可能的应用做了探讨。
【关键词】无线电力传输技术；电磁感应；射频时至今日，供电网、高压线已遍布全球的角角落落。
不知不觉各种理不清的电源线、数据线带来的困扰也与日俱增。
不过，在无线数据传输技术日益普及之时，无线电力传输也不再是幻想，在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线已成为可能。
准供电线圈就能开始充电。
1.无线电力传输的基本原理1.1电磁感应—短程传输电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系与转化。
电磁感应是电磁学中的基本原理，变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的。
发射线圈和接收线圈之间利用磁耦合来传递能量。
若发电线圈中通已交变电流，该电流将在周围介质中形成一个交变磁场接受线圈中产生的感应电势可供电给移动设备或者给电池充电。
1.2电磁耦合共振—中程传输中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或者非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。
它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实现电力高效传输。
在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。
当电磁波频率高于100khz时，电磁波便可以在空气中传播，并且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输能力，人们把具有较远距离传输能力的高频电磁波称为射频（即：RF）。
将电信息源（模拟或者数字）用高频电流进行调制（调幅或者调频），形成射频信号后，经过天线发射到空中；较远的距离将射频信号接收后需要进行反调制，再还原成电信息源，这一过程称为无线传输。
中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触IC卡、无线电子标签，等等，实现效率较高的无线电力传输。
具体来说，整个装置包含两个线圈，每一个线圈都是一个自振系统。
其中一个是发射装置，与能量相连，它并不向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场。
无线电能传输技术 (修改)
究和应用
3 在无线通信方面，国内在5G技术、物联网、智能家居等领域都取得了重要进展
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5G技术的发展为无线通信带来了更高的传输速率和更低的延迟，推动了物联网、智能家居等领域的快 速发展
无线电能传输技术
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同时，国内也在积极推进物联网的建设和应用，涉及到智能家居、智能交通、智能城市等多个领域.此 外，国内也在积极探索无线传输技术在医疗、工业等领域的应用
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例如华中科技大学研究团队提出了一种基于磁共振的无线电能传输技术，可以将电能以高效、可靠的 方式传输到远离电源的设备中，具有较高的应用价值
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同时，在工业界也存在着对无线电能传输技术的应用探索，例如近年来各大手机厂商开始采用无线充 电技术，可以将手机电池以无线电波的形式进行充电，解决用户使用手机时传输线缆带来的不便
无线电能传输技术
3. 工业自动化和智能制造的需求增长：工业自动化和智能制造领域对于无线传输技术的需求将会持续增 长。无线传输技术能够实现高效、可靠的数据传输，为工业自动化和智能制造提供更好的解决方案 4. 物联网和智能家居的广泛应用：物联网和智能家居领域对于无线传输技术的需求将会持续增长。无线 传输技术能够实现设备之间的无缝连接和数据传输，为人们的生活带来更多的便利和智能化 5. 安全性提高和互操作性增强：随着无线传输技术的广泛应用，安全性和提高互操作性将是未来发展的 重要方向。采用加密技术、建立安全的网络协议和加强用户身份验证等措施，能够提高无线传输的安全 性。同时，加强设备的互操作性测试，能够提高不同设备之间的兼容性和无缝连接能力 总之，无线传输技术在未来几年中具有广阔的发展前景，将在各个领域得到广泛应用。随着技术的不断 进步和应用场景的不断扩展，无线传输技术将会在更多领域发挥重要作用
无线电能传输实验报告
无线电能传输实验报告一、实验目的通过实验探究无线电能传输的原理和应用，并实现无线电能传输。
二、实验原理1.共振传输共振传输是指通过调节发射器和接收器之间的频率使其共振。
当频率匹配时，能量传输效率较高。
共振传输主要应用于近距离的电能传输。
2.辐射传输辐射传输是指利用电磁波的辐射传输能量。
利用传统的天线和接收器可以实现远距离的能量传输。
三、实验器材1.无线电能传输装置：包括发射器和接收器。
2.电池：用于给发射器和接收器供电。
3.示波器：用于观察无线电波信号的频率和幅度。
四、实验步骤1.连接电池和无线电能传输装置，确保发射器和接收器都能正常工作。
2.调节发射器的频率和幅度，使其与接收器匹配。
3.使用示波器观察无线电波信号的频率和幅度，调节发射器和接收器以使其达到最佳传输效果。
4.测试无线电能传输装置的传输距离，记录实验结果。
5.重复以上步骤，对比不同频率和幅度的影响。
五、实验结果与分析根据实验结果可以发现，当发射器和接收器的频率匹配时，能量传输效率较高。
在一定范围内，调节幅度可以影响传输的距离和传输效果。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了无线电能传输的原理和应用。
无线电能传输作为一种新型的能量传输方式，具有应用前景广阔。
然而，目前仍面临着距离短、传输效率低等问题，需要进一步研究和改进。
七、改进建议1.进一步优化发射器和接收器的结构设计，以提高传输效率和距离。
2.研究新型的天线设计，减少能量传输过程中的能量损耗。
3.考虑无线电能传输的安全性和环境影响，采取相应的措施进行保护和监测。
以上是本次无线电能传输实验的实验报告。
无线传输电能的原理图
无线传输电能的原理图电能的无线输送吧友做了一个无线传输电能的小玩具，如果改进一下电路功率可以做的很大，微调一下振荡电路找到合适的频率，频率越高效率越高，但振荡管极间电容会造成效率降低。
找到合适的频率后经过功率放大然后推动开关管使之工作在开关状态，开关管再串联发射天线，电源电压可以提高一些，这样功率就可以很大。
图中选用的振荡管BG1为高频小功率NPN型三极管，图中振荡线圈L1为5圈，反馈线圈L2为3圈，直径约3.5厘米，要紧挨一起，反馈电容C1就是那种分立元件组成的电子设备里面那种像扁豆形的东西，上面写着104，找不到104，102，101也行，很多高频电路里面的陶瓷电容都行，但不能使用电解电容。
容量小的做出来的振荡频率高，这样发射线圈可以少绕几圈，但容量太小不容易起振。
图中二极管D1是为了给电容器提供一个放电通路，在电源电压较高的电路中还能起到保护三极管发射极不被击穿的功能。
图中发射线圈L3圈数为10圈，直径约8厘米，线圈的直径与长度之比越接近10：1线圈的电感量越大，如果发射线圈的电感量太小会造成感抗减小空载电流就会变大效率就变低，发射线圈的绕法应该绕成扁的，就像电磁炉中的那样，虽然直径很大但厚度却很薄。
因为这样当两个线圈靠近才能形成良好的耦合。
然后说一下该电路的工作原理，当电路接通时电流从电源出发经过R1为三极管提供开启电流，三极管导通，集电极电流增大，增大的电流流过L3、L1、三极管集射极，此时L1上感应出下正上负的电动势，由于L2紧挨L1，故L2感应出上正下负的电动势，这个电动势通过电容C1三极管基极发射极到电源负极，当这个电动势通过三极管基极时，会使三极管集电极电流增大，三极管集电极电流增大通过L1的反馈又使L2的感应电动势加强，加强的电动势使三极管基极电流增大，三极管集电极电流继续增大……经过几个强烈的正反馈三极管很快饱和，集电极电流停止增长，这个状态将维持一段时间，那么三极管何时退出饱和呢，由于三极管的饱和状态要有足够的基极电流才能维持，而这个电流是有线圈L2通过C1提供的，所以当CI充电到一定程度时三极管基极电流将减小、集电极电流减小、线圈L1的感应电动势变为上正下负，线圈L2变为上负下正，这个感应电动势加上C1上充的左正右负的电荷能形成很高的电压，整个高压使三极管的基极被反向偏置，三极管迅速截至，当这个电压通过二极管D1泄放后，三极管退出截至态重新导通，集电极电流增大、经过L1L2的感应基极电流增大，集电极电流进一步增大……从而进入下一个振荡周期，如此循环不息。
无线电能传输装置
无线电能传输装置摘要无线电能传输是目前被广泛研究的一项具有重大意义的课题，本次设计利用LC磁耦合谐振电路进行无线电能传输，因磁耦合谐振技术作为中距离高效无线能量传输技术，与传统无线能量传输技术相比具有传输效率高，条件要求低等明显优势。
本设计在互感原理和耦合理论的基础上，进行了大量的实验，研究了如何提高谐振无线传输的效率。
通过实验，验证了距离，线径，线圈绕法等对传输效率的影响。
本次设计的发射端，利用了TI公司提供的mps430产生PWM信号经过非门转换成两路互补的pwm信号经过光耦驱动全桥，将直流电压逆变为交流，进行LC谐振，将电能转化为磁能辐射出去；接收端利用LC谐振接收发射端发出的磁能，在利用整流技术将接收到的交流电转化为直流电，供负载使用，并具有较高的传输效率。
关键词：无线电能传输；LC磁耦合谐振；传输效率高；驱动全桥；整流技术。
1 任务设计并制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，其结构框图如图1所示。
图1 电能无线传输装置结构框图要求（1）保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm、输入直流电压U1=15V时，接收端输出直流电流I2=0.5A，输出直流电压U2≥8 V，尽可能提高该无线电能传输装置的效率η。
（45分）（2）输入直流电压U1=15V，输入直流电流不大于1A，接收端负载为2只串联LED灯（白色、1W）。
在保持LED灯不灭的条件下，尽可能延长发射线圈与接收线圈间距离x。
（45分）（3）其他自主发挥（10分）2系统总体方案设计2.1方案一采取磁耦合感应式电能传输磁耦合感应式电能传输无线电能传输机理类似于可分离变压器，气隙部分代替了铁芯，导致了磁力线没有定向的通道和负载侧的线圈相铰链。
因此只有在较短的距离下，才能实现较高频率和较大功率的传输。
当距离增加后，传输效率急剧下降。
该无线电能传输方式一般只有在小于传输线圈直径的传输距离下，才能达到较高的效率和较大的功率。
2.2 方案二采用磁耦合谐振式无线电能传输利用谐振原理，使得其在中等距离(传输距离一般为传输线圈直径的几倍）传输时，仍能得到较高的效率和较大的功率，并且电能传输不受空间非磁性障碍物的影响【6]。
无线电能传输技术及其应用
无线电能传输技术及其应用一、引言随着无线通信技术的不断发展，无线电能传输技术日益成为研究的热点领域。
无线电能传输技术是指利用电磁波的传输特性，将电能通过无线电波进行传输的一种技术。
本文将详细介绍无线电能传输技术及其应用。
二、无线电能传输技术的原理利用电磁波传输电能的原理是将电能通过能量的形式传播，甚至是传播到很远的地方。
无线电能传输技术的实现原理主要有两种方式：电磁感应和磁共振。
1. 电磁感应电磁感应原理是指将电流感应在回路上。
利用这种原理将能量传输的方式被称为电感式电能传输。
电感式电能传输的基本原理是将电流通过导线放入一个线圈中，当这个线圈比接受器的线圈离得非常近时，电流会在接受器的线圈中感应出电流，从而将电能传输到接受器中。
2. 磁共振磁共振原理是指当两个系统的自然频率相同时，它们通过能量传输可以实现高效传输。
通过利用磁场的相互作用，将能量从一个系统传输到另一个系统。
当发射器和接收器的自然频率相同时，它们之间的磁场会更强、更稳定，从而能够非常高效地传输能量。
三、无线电能传输技术的优点与传统有线传输方式相比，无线电能传输技术具有明显的优点：1. 无需线缆连接采用无线电能传输技术可以省去线缆连接，使能量传输更为方便快捷，适用于一些需要快速取电的场合。
2. 能适应远距离传输无线电能传输可以实现远距离能量的传输，利于远距离供电。
3. 使用方便、效果显著无线电能传输技术无需接触，使用起来非常方便，使得能量传输的效果更为显著。
四、无线电能传输技术的应用领域无线电能传输技术不仅可以应用于家庭电器，同时还可以应用于移动设备、机器人、医疗设施等多个领域。
1. 家庭电器无线电能传输技术可用于智能家居的场景，例如灯光、空调、电视等家用电器的无线供电。
2. 移动设备无线电能传输将在移动设备的领域有广泛应用。
用户可以通过无线充电器为手机、平板电脑和笔记本电脑充电。
3. 机器人无线电能传输技术还可以应用于机器人的供电和控制。
无线电能传输原理
无线电能传输原理无线电能传输是一种通过无线电波将能量传输到远距离的技术。
它可以应用于许多领域，如电力传输、通信、医疗设备等。
无线电能传输的原理是基于电磁感应和电磁辐射的物理现象，通过这些原理可以实现能量的传输和接收。
首先，无线电能传输的原理基于电磁感应。
根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁场中运动或者磁场的强度发生变化时，就会产生感应电动势。
这意味着，通过在发射端产生变化的磁场，就可以在接收端诱发感应电动势，从而实现能量的传输。
其次，无线电能传输还依赖于电磁辐射。
根据麦克斯韦方程组，当电流通过导线时就会产生电磁场，而变化的电流则会产生电磁辐射。
因此，通过在发射端产生变化的电流，就可以在接收端接收到电磁辐射，从而实现能量的传输。
无线电能传输的原理还涉及到天线的设计和匹配。
天线是用来发射和接收无线电波的装置，它的设计和匹配对于能量传输的效率至关重要。
合适的天线设计可以使得无线电能传输的效率最大化，从而实现更远距离的能量传输。
在实际应用中，无线电能传输可以通过不同的技术实现。
其中，磁共振耦合是一种常见的无线电能传输技术。
在磁共振耦合中，发射端和接收端的磁共振装置可以实现高效能量传输，而且可以在一定距离内实现能量传输，而不需要直接接触。
另外，射频能量传输是另一种常见的无线电能传输技术。
通过射频信号的发射和接收，可以实现能量的传输和接收。
这种技术在无线充电、无线通信等领域有着广泛的应用。
总的来说，无线电能传输是一种基于电磁感应和电磁辐射原理的技术，通过合适的天线设计和匹配，以及不同的无线电能传输技术，可以实现能量的高效传输和接收。
这种技术在未来有着广阔的应用前景，可以为人类生活带来更多便利和可能性。
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无线电能传输装置电路原理分析
一、发射端
1.H桥工作原理及驱动分析
要控制线圈内产生交流信号，需要给线圈提供正反向电压，这就需要四路开关去控制线圈两个输入端的电压。
H桥驱动原理等效原理图图如图3-5所示，当开关S1和S3闭合时，电流从线圈左端流向线圈的右端；当开关S2和S4闭合时，电流从线圈右端流向线圈左端。
图3-5H桥驱动原理等效电路
图
常用可以作为H桥的电子开关器件有继电器，三极管，MOS管，IGBT管等。
普通继电器属机械器件，开关次数有限，开关频率上限一般在30HZ左右，而且继电器内部为感性负载，对电路的干扰比较大，但继电器可以把控制部分与被控制部分分开，实现由小信号控制大信号，所以高压控制中一般会用到继电器。
三极管属于电流驱动型器件，设基极电流为I B，集电极电流为I C，三极管的放大系数为β，电源电压VCC，集电极偏置电阻R C，如果I B*β>=I C,则三极管处于饱和状态，可以当作开关使用，集电极饱和电流I C=VCC/R C，由此可见集电极的输出电流受到R C的限制，不适合应用于电流要求较高的场合。
MOS管属于电压驱动型器件，对于NMOS来说，只要V DS≥V GS-V T即可实现NMOS的饱和导通，MOS管开启与关断的能量损失仅是对栅极和源极之间的寄生电容的充放电，对MOS管驱动端要求不高，同时MOS端可以做到很大的电流输出，因此一般用于需要大电流的场所。
IGBT则是结合了三极管和MOS管的优点制造的器件，一般用于高压控制电路中。
综合考虑，本设计选用了4只NMOS管组成H桥，其具有导通电阻R DS小，，电流I D大等优点。
NMOS组成的H桥模型如图3-6所示。
图3-6NMOS管构成的H桥模型
结合图3-6来分析讨论H的驱动问题。
首先分析由Q1和Q4组成的通路，当Q1和Q4关断时，F点的电位处于“悬浮”状态，即不确定电位，Q2和Q3也关断。
在打开Q4之前，先打开Q1,给Q1的G极12V的电压，由于F点“悬浮”状态，则F点可以是任何电平，不能保证前面说的栅极电压高于源极电压，这样可能导致Q1打开失败；在打开Q4之后，尝试打开Q1,在Q1打开之前，F点为低电位，给Q1的G极加上12V电压，Q1打开，由于Q1饱和导通，F点的电平等于电源电压，此时Q1的G极电压小于Q1的
S极电压，Q1关断，Q1打开失败。
Q2和Q3的情况与Q1和Q4相似。
要打开由NMOS构成的H桥的上管，必须处理好F点（也就是上管的S极）的“悬浮”问题。
由于NMOS 的S极一般接地，所有构成H桥的上管S极称为“浮地”。
要使上管NMOS饱和打开，必须使上管的G极相对于浮地有10-15V的电压差，所以本设计采用IR2110悬浮驱动NMOS管方案，可以有效的解决上管的S极的“悬浮”问题[1]。
2.IR2110介绍及悬浮驱动电路设计分析
IR2110是美国IR推出的大功率MOSFET和IGBT专用驱动集成电路,已在电源变换、马达调速等功率驱动领域中获得了广泛的应用。
该电路芯片体积小,集成度高,响应快,偏值电压高,驱动能力强,内设欠压封锁,而且其成本低,易于调试,并设有外部保护封锁端口。
尤其是上管驱动采用外部自举电容上电,使得驱动电源数目较其他驱动IC大大减小。
对于4管构成的H桥电路,采用2片IR2110驱动2个桥臂,仅需要一路10-20V 电源。
如图3-12所示为一侧桥臂悬浮自举电路，两侧对称电路见附录。
C13为自举电容，当低压输出端打开（LIN=1）、高压输出端关闭（HIN=0）时，低压侧12V电源电压经D3、C13、负载、Q4和另一侧Q3给C13充电，当低压输出端关闭（LIN=0）、高压输出端打开
（HIN=1）时，Q2管的栅极靠C13上足够的储能来驱动，从而在逻辑信号的控制下循环往复，从而实现NMOS管的悬浮自举驱动。
若负载阻抗较大，自举电容经负载降压充电
较慢，使得Q4关断、Q2开通时，自举电容上的电压仍充电达不到自举电压8．3V以上时，输出驱动信号会因欠压被逻辑封锁，Q2就无法正常工作。
所以，要么选用小容量电容，以提高充电电压；要么为自举电容提供快速充电通路。
由于Q4每开关一次，C13就通过Q4充电一次，因此自举电容C13的充电还与输入信号HIN、LIN的PWM脉冲频率和占空比有关，当PWM工作频率过低时，若Q2导通脉宽较窄，自举电压8．3V容易满
自举。
因此要合理设置PWM开关频率和占空比调节范围，并且PWM的占空比不能达到100%，否则无法给自举电容充电，也就无法自举驱动。
通过实验自举电容和自举二极管的选择应考虑以下几点[2]：
(1)自举电容的选择与PWM的频率有关，频率高，自举电容应该选择小一点的；
(2)自举电容的种类最好是钽电容，本设计选用的是1uF的钽电容和一只0.1uF
的
独石电容并联；
(3)尽量使自举回路上不经过大阻抗负载，这样就要为自举电容充电提供快速充
电
通
路；
(4)对于占空比调节较大的场合，特别是在高占空比时，Q4开通时间较短，自举电容应该选择小点的；
（5）自举二极管能阻断直流干线上的高压，二极管承受的电流是栅极电荷与开关频率之积。
为了减少电荷损失，应选用漏电流小的快恢复二极管(高频)，本设计选用的是IN4148。
由于驱动器和MOSFET栅极之间的引线、地回路的引线等所产生的电感,以及IC和FET内部的寄生电感,在开启时会在MOSFET栅极出现振铃现象,一方面增加MOSFET的开关损耗,同时EMC方面不好控制。
在MOSFET的栅极和驱动IC的输出之间串联一个电阻,如图3-12中R6、R8，这个电阻称为“栅极电阻”,其作用是调节MOSFET的开关速度,减少栅极出现的振铃现象,减小EMI,也可以对栅极电容充放电起限流作用。
该电阻的引入减慢了MOS管的开关速度,但却能减少EMI,使栅极稳定.同时MOS管的关断时间要比开启时
间慢(开启充电,关断放电),因此就要改变MOS管的关断速度,可以在栅极电阻上反向并联一个二极管，如图3-12中D5、D7,当MOS管关断时,二极管导通,将栅极电阻短路从而减少放电时间,使MOS管实现快速放电，确保上下桥臂MOS管不会同时导通[1]。
为了到达直流变交流，我们需要给两路PWM口输入两路频率相同占空比相同，且有一定相位角保证两路PWM的高电平部分不重叠。
图3-12H桥一侧悬浮驱动原理图
MUC-VCC连接单片机电源正极
L-POWER如果是12V可以直接接图中+12V,否则需降压到12V
二、接收端
电路原理分析：
1.图中C30为谐振电容，标的是682，使用中需要根据自己的线圈和MOS导通频率来自己搭配电容大小
2.因为接收频率较高，普通二极管开关速度太慢、压降大等，所以我们这里选用肖特基二极管IN5819
3.C31为滤波电容，空载时电压很大最好选用100V以上耐压值的
4.D11为36V稳压二极管，因为一般降压模块芯片的耐压值在40V左右，为了保护稳压芯片不会被烧毁
5.根据能量守恒，降压模块两端功率相同，可以通过调节降压模块和负载阻值，使电流达到0.5A，滑动变阻器选用0到100欧，10w以上的功率
三、如何调试
MOS管的导通频率、发射线圈的谐振频率和接收线圈谐振频率能否一致、相同，决定着你的传输效率，下面我就教大家如何让三个频率达到一致。
Step1：首先测出你的单片机PWM频率，即MOS的导通频率Step2：用信号发生器连接线圈两端，再用示波器连接线圈两端，这时调节信号发生器的信号频率观察示波器波形的幅值，当幅值达到最大时，这时的信号发生器的频率就是线圈的最佳谐振频率，如果此时测出的最佳频率和我们第一步测出的MOS导通频率不同，我们通过加减谐振电容的大小使频率相同即可
Step3：接收线圈的调节方法同step2。