DIY 磁耦合谐振式无线电力传输实验
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
一、实验目的：
研究磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率及影响因素。
二、实验器材：
1.无线电能传输系统主要器件：发射端和接收端线圈、电容、电阻、谐振电路；
2.发射端电源和信号源；
3.接收端负载电阻、直流电压表；
4.实验仪器：示波器、信号生成器。
三、实验原理：
四、实验步骤：
1.搭建发射端和接收端线圈、电容、电阻和谐振电路的结构；
2.给发射端线圈接入电源和信号源，在示波器上观察是否能产生高频电磁场信号；
3.给接收端线圈接入负载电阻，并用直流电压表测量输出电压；
4.调节信号频率，观察输出电压的变化；
5.测量不同频率下的输出电压大小，并记录；
6.根据测量结果，绘制输出电压与频率的关系曲线；
7.改变发射端和接收端之间的距离，重复步骤3-6，观察输出电压的
变化；
8.根据测量结果，绘制输出电压与距离的关系曲线；
9.改变发射端和接收端线圈的尺寸，重复步骤3-6，观察输出电压的
变化；
10.根据测量结果，绘制输出电压与线圈尺寸的关系曲线；
11.分析实验结果，探讨传输效率与频率、距离、线圈尺寸的关系。
五、实验注意事项：
1.实验时需保证线圈与电容及电阻之间的连线正确；
2.实验时应注意观察信号源和示波器的显示，避免高频电磁场对其他
设备造成干扰；
3.实验时需小心操作，避免触摸电源线或其他高压部件。
六、预期结果：
1.通过实验数据得出输出电压与频率、距离、线圈尺寸之间的关系曲线；
2.分析曲线，得出传输效率与频率、距离、线圈尺寸的关系；
3.得出优化磁耦合谐振式无线电能传输系统的方向，以提高传输效率。
磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究
磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究一、概述随着科技的快速发展，无线能量传输技术逐渐成为研究热点，其中磁耦合谐振式无线能量传输技术因其高效、长距离传输、安全可靠和便捷等优点，受到了广泛关注。
磁耦合谐振式无线能量传输技术利用电磁感应原理，通过两个谐振频率相等的线圈（发射线圈和接收线圈）实现电能的无线传输。
在谐振状态下，能量传输效率可以达到极高，甚至超过97，同时传输距离也能达到数米以上，满足多种场景的使用需求。
本文将对磁耦合谐振式无线能量传输技术的机理进行深入研究，分析其工作原理、能量传输过程以及应遵循的准则。
我们将利用耦合模公式建立该技术的数学模型，并通过实验验证模型的正确性。
我们还将研究不同类型干扰源对该技术的影响，提出相应的解决方案。
磁耦合谐振式无线能量传输技术的研究不仅有助于推动无线能量传输技术的发展，还可以为我们的生活和工作带来极大的便利。
随着研究的深入和技术的完善，磁耦合谐振式无线能量传输技术有望在未来广泛应用于各个领域，改变我们的生活方式。
1. 无线能量传输的背景与意义随着科技的飞速发展，人们对于设备便携性和使用便捷性的需求日益增强。
在这样的背景下，无线能量传输技术应运而生，它为人们提供了一种全新的、无需物理连接的电能传输方式。
无线能量传输不仅极大地方便了人们的生活，更在多个领域，如医疗、航空航天、电动汽车等，展现出巨大的应用潜力。
传统的有线充电方式存在着许多限制，如电缆的束缚、接口的兼容性问题、插拔的繁琐等。
这些问题在一定程度上限制了设备的使用场景和用户体验。
而无线能量传输技术则彻底解决了这些问题，它允许设备在无需物理连接的情况下进行充电，极大地提高了设备的便携性和使用的便捷性。
无线能量传输技术还具有节能环保的优点。
传统的有线充电方式，由于电缆的存在，会产生一定的能量损耗和电磁辐射，而无线能量传输技术则能够减少这些损耗和辐射，实现更加环保的电能传输。
磁耦合谐振式无线能量传输技术作为无线能量传输技术中的一种，具有传输效率高、传输距离远等优点。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计无线电能传输是一种通过电磁场传输能量的技术，已经在无线充电和电力传输等领域得到应用。
磁耦合谐振式无线电能传输系统是一种高效、稳定的无线电能传输方式，本文将详细介绍其设计。
首先，我们需要设计传输系统的基本结构。
磁耦合谐振式无线电能传输系统由两个主要部分组成：发送端和接收端。
发送端由电源、谐振电路和电磁辐射装置组成；接收端由谐振电路、整流电路和负载装置组成。
在发送端，电源提供电能给谐振电路，谐振电路通过调节谐振电容和谐振电感的数值来产生与接收端谐振频率相匹配的电磁场。
电磁辐射装置将电磁场辐射出去，以传输能量。
在接收端，谐振电路接收到发送端辐射出的电磁场，并与发送端的谐振频率相匹配。
整流电路将接收到的电磁能量转换为直流电能，供给负载装置使用。
为了实现高效的能量传输，需要对谐振电路进行精确的设计。
首先，需要通过计算确定发送端和接收端的谐振频率。
谐振频率的计算公式为：f=1/(2*π*√(LC))，其中f是谐振频率，L是谐振电感，C是谐振电容。
通过调节谐振电容的数值，可以精确控制谐振频率。
另外，谐振电路中的谐振电感可以通过螺线管或变压器等电感元件来实现。
电感元件的选择需要考虑到频率范围和能量传输效率等因素。
同时，为了增加能量传输的效率，可以采用功率放大器来提高传输功率。
功率放大器将发送端的电能转换为电磁能量，并将其放大到适合的功率水平。
为了确保安全性，还需要考虑电磁辐射的控制。
可以使用屏蔽罩或改变电磁场的辐射模式来减小电磁辐射范围。
此外，在实际应用中，还需要考虑传输距离和传输效率等因素。
在设计过程中，可以通过试验和模拟来进行优化。
总之，磁耦合谐振式无线电能传输系统是一种高效、稳定的无线电能传输方式。
通过精确设计谐振电路和选取合适的电感元件，可以实现高效能量传输。
同时，需注意对电磁辐射的控制，以确保系统的安全性。
DIY 磁耦合谐振式无线电力传输实验
DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验一、实验内容1．了解磁耦合无线电力传输的基本原理；2．自组装和调试磁耦合式无线电力传输系统；3. 探索频率和距离对无线电力传输的影响二、实验方法1．确定LC电路的共振频率以下为确定LC电路的共振频率的几种方法，任选其中一种。
方法一：利用实验室提供的LC电表分别测量线圈的电感和电容，然后利用公式（1）计算共振频率。
方法二：如果线圈绕线比较规则，可以利用实验室提供的工具测量铜线的直径、线圈直径等参数，然后利用公式（3）计算线圈的电感，最后利用公式（1）计算共振频率。
方法三：利用信号发生器和示波器观察LC电路的充放电过程，测量其共振频率，具体方法参考实验十七RLC串联电路的暂态过程。
三、实验任务1．研究工作频率对电力传输效率的影响按照下图在九孔面包板上完成实验系统的连接。
E固定接收线圈与发射线圈的距离，如5厘米。
改变工作频率，利用示波器测量接收电路的信号幅度和频率，完成如下表格并绘制幅度-频率曲线。
表1 接收信号幅度与频率关系频率(kHz)幅度(V)2．研究无线电力传输的距离对传输效果影响调节R1的大小使得电路工作在共振频率之下，改变接收线圈与发射线圈的距离，利用示波器测量接收电路的信号幅度，完成如下表格并绘制幅度-距离曲线。
表2 接收信号幅度与距离关系距离(cm)幅度(V)3.自制电感线圈（可以和实验室提供的形状、匝数不同），并联电容形成LC电路，分别测量电感线圈的电感L和电容C的数值；计算其固有共振频率，接入上图所示电路，观察其共振情况和电力传输效果，做记录。
四、报告要求1.用坐标纸绘制上面的两条曲线，总结传输规律。
2.对自制的LC并联谐振电路的传输效果做分析和总结；对比实验室提供的LC电路，总结两者的特性和优劣。
补充讲义实验七十七 DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验你知道吗，不用电线就可以传输电力，点亮一个灯泡，这样的事情是利用什么原理和技术实现的？摒弃杂乱的输电导线，实现电力的无线传输一直以来都是人们追求的梦想。
简易电磁谐振耦合式无线输电设计
设计方案论证1、总体方案设计介绍1.1磁耦合共振型无线输电系统磁稱合共振型(SCMR)无线输电系统是一种新型的输电方式,和其他输电方式一样,工作频率和传输效率是传输系统的关键参数.磁稱合共振型(SCMR)无线输电系统是迄今较新型的无线输电方案,最早由美国MIT大学在2007年开始研究.此无线输电系统正是利用共振使无线输电的传输效率大幅度提高,在2米距离可以实现效率高达50%的无线输电.1.2磁耦合共振型无线输电系统构成共振所建立的能量通道可以准确高效的进行能量传输。
电磁场是一种我们较为熟悉的场,在变化的过程中可以进行电磁感应,同时电磁可以相互转化。
在较短的距离内通过电磁场的作用已经实现了电能的转移,在电磁感应的基础上结合无线电谐振的原理,理论上可以实现中远距离的高效电能传输。
磁耦合共振型无线输电系统结构如图1-1,其中发射端线圈S与接收端线圈D具有相同的共振频率,当系统工作在这个共振频率时,两线圈发生共振并建立起能量传输通道,进而电能再由激励电源发出,通过此通道传给负载回路。
图1—12硬件设计2.1高频震荡激励源高频震荡激励源使用555构成的多谐振荡器，555构成的多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器，如图1—2T1=(R2/2+R3）*C1*In(2) T2=(R2/2+R1）*C1*In(2)T=T1+T2，适当提高方波的频率，可提高传输效率。
图1—3图1—22.2功率放大与谐振电路如图1—3用两个IRFMOS 管与74LS04反相器组成功率放大电路，放大555产生的方波的功率，放大555产生的方波激励电容与电感组成谐振电路，谐振频率点f 是LC 串联回路固有的参数，当L,C 参数值确定下来，f 点即确定，需要通过555的方波输出f 去接近谐振频率点，在谐振点会出现磁共振现象，接收线圈可以得到最大的谐振电流。
2.3接收线圈与整流滤波电路图1—4无线输电系统多数是为移动设备进行供电,一般需要的是直流恒压供电,所以若需要进行对移动设备进行供电或者充电,在接受设备端应高频震荡激励源发射线接收线整流、滤波电路功率放大电路负载稳压电路许加入整流和滤波电路,把高频的交流电转化成负载所需的直流电，桥式整流器BRIDGE RECTIFIERS，也叫做整流桥堆。
大功率磁耦合谐振式无线电能传输系统实验研究
大功率磁耦合谐振式无线电能传输系统实验研究卢闻州;沈锦飞;王芬【摘要】阐述了磁耦合谐振式无线电能传输系统的系统结构、工作原理及其线圈选型。
磁耦合谐振式系统具有传输距离比感应耦合式长、传输效率也相对较高等特点，可以实现对电动汽车的大功率、长距离、高效率无线充电，故在电动汽车领域具有良好的应用前景和研究价值。
充分发挥电动汽车分布广泛、清洁环保等优点；并通过实验详细测试了所搭建磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输特性，从而验证了磁耦合谐振式无线电能传输系统的正确性和有效性。
%The working principle and performance index were analyzes for the high-power wireless power trans-mission ( WPT) system via magnetic coupling resonance( MCR) . MCR-WPT system has longer transmission dis-tance and higher transmission efficiency compared with inductively coupled power transfer ( ICPT) to achieve high-power, long-distance, and high efficiency wireless charging of electric vehicle ( EV) . So, MCR-WPT has good ap-plication prospect and research value for EV field and can fully show the advantages of EV, such as wide distribu-tion, clean and green for environment and so on. Moreover, detailed experimental tests for the transmission per-formance of the self-built MCR-WPT system experimental setup are done and its correctness and effective is veri-fied.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)014【总页数】6页(P195-200)【关键词】无线电能传输;磁耦合谐振式;传输效率;大功率;实验研究【作者】卢闻州;沈锦飞;王芬【作者单位】江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，无锡214122;江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，无锡214122;江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TM724能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的重要因素，因此我国推行了节能减排政策，采用绿色环保能源将是未来交通发展的趋势。
自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计
自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们对便捷性需求的提升，无线电能传输技术越来越受到关注。
作为一种新型电能传输方式，自谐振线圈耦合式电能无线传输技术以其高效、安全和灵活的特点，在电动汽车、移动设备充电、水下及空间探测等领域展现出广阔的应用前景。
如何提高这种传输技术的效率，仍是当前研究的热点和难点。
本文旨在分析自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率，并探讨其优化设计方法，以期为实际应用提供理论支持和技术指导。
本文首先回顾了自谐振线圈耦合式电能无线传输技术的发展历程和现状，分析了其基本原理和工作机制。
在此基础上，通过理论分析和数学建模，深入探讨了影响电能无线传输效率的关键因素，包括线圈设计、耦合距离、谐振频率等。
同时，本文还提出了一种基于多物理场耦合分析的优化设计方法，通过优化线圈结构、调整工作频率等手段，提高电能无线传输的最大效率。
本文的研究不仅对深入理解自谐振线圈耦合式电能无线传输技术的传输机制具有重要意义，而且为实际工程应用提供了有效的设计思路和优化策略。
通过本文的研究，有望推动自谐振线圈耦合式电能无线传输技术在更多领域的应用，为社会进步和科技发展做出贡献。
二、自谐振线圈耦合式电能无线传输的基本原理自谐振线圈耦合式电能无线传输技术是一种基于电磁场理论的无线能量传输方式。
其基本原理在于利用两个自谐振线圈之间产生的磁场耦合，实现电能的无线传输。
自谐振线圈的设计是关键，它要求线圈在特定频率下产生谐振，从而最大化传输效率。
当发送线圈中的交变电流产生变化的磁场时，接收线圈中的磁通量也会随之变化，从而在接收线圈中产生感应电动势和感应电流，实现电能的无线传输。
传输效率是自谐振线圈耦合式电能无线传输技术的重要指标。
影响传输效率的因素主要包括线圈之间的距离、线圈的尺寸、线圈的匝数、线圈的自谐振频率以及传输功率等。
为了提高传输效率，需要对这些因素进行优化设计。
自谐振线圈耦合式电能无线传输技术还需要考虑电磁兼容性和安全性问题。
基于单片机的磁耦合谐振无线电能传输系统设计
基于单片机的磁耦合谐振无线电能传输系统设计摘要：磁耦合谐振无线电能传输系统是一种无线电力传输技术，可以在不需要直接接触的情况下，将电能从电源端传输到负载端。
本文基于单片机设计了一种磁耦合谐振无线电能传输系统，通过优化传输效率、增强传输距离等方面的优化，实现了高效率的电能传输，并且为该技术的实际应用提供了更加可靠的技术支持。
关键词：磁耦合谐振；无线电能传输；单片机；电能传输技术；优化传输效率一、引言随着科技的发展，无线电能传输技术逐渐成为了研究热点之一。
作为电能传输的一种新型技术，磁耦合谐振无线电能传输技术具有传输效率高、传输距离远、安全环保等优点。
然而，市场上目前还缺乏性能稳定、传输效率高、可持续性强的磁耦合谐振无线电能传输系统。
因此，本文基于单片机搭建了一套磁耦合谐振无线电能传输系统，为该技术的进一步发展提供了有力支持。
二、磁耦合谐振无线电能传输技术的概述磁耦合谐振无线电能传输技术是一种新型的无线电力传输技术，通过两个相距不远且互相耦合的线圈，将电能从电源端传输到负载端。
典型的磁耦合谐振无线电能传输系统由两个线圈（或称作“螺线管”或“线圈”）组成，分别位于电源端和接收端。
电源端能够产生高频电流，并通过电线圈产生一个高频磁场，嵌入到空气中。
接收端的线圈则会感应到这个高频磁场，从而产生电流，电流经过整流器等电路后，为负载提供供电。
三、磁耦合谐振无线电能传输系统的设计原理本文的磁耦合谐振无线电能传输系统由电源端和接收端两个部分组成，它们分别通过单片机进行控制和调节。
电源端由交流变直流电源、自激振荡器等部分组成，主要实现高频电流的产生和高频磁场的产生。
接收端由线圈、整流器以及稳压器等部分组成，主要实现将由电源端传过来的高频磁场转化为电流供电负载。
四、设计实现本设计采用单片机控制，通过单片机控制电源端的交流变直流电源、自激振荡器等部件，控制电路电流的频率、幅度等参数。
同时，通过单片机控制接收端的线圈、整流器等部件，调整传输效率，实现高效率的电能传输。
diy 磁耦合谐振式无线电力传输实验
diy 磁耦合谐振式无线电力传输实验磁耦合谐振式无线电力传输是一种通过磁场耦合实现无线电能传输的技术。
它可以将电力从一台电源传输到另一台电器中，而无需使用电线连接传输。
这种技术被广泛应用于科学实验和工业应用中，如无线充电、磁悬浮列车等。
本文将介绍如何通过自己动手制作磁耦合谐振式无线电力传输实验。
实验材料：1. 发送端- 一个 20V 直流电源- 一个0.1μF 电容器- 一个0.1Ω 电阻- 一个 2N2222 NPN 晶体管- 一个22μH 端对端线圈- 一个10kΩ 可变电阻- 一个10cm×10cm 的铜箔片制作步骤：1. 搭建发送端电路将 20V 直流电源连接到0.1μF 电容器的一端，再将另一端接到0.1Ω 电阻的一端，将其余一端连接到 2N2222 NPN 晶体管的基极。
将集电环与电源正极连接，再将发射极与22μH 的端对端线圈相连，同时将10kΩ 可变电阻与电容器相连。
最后将铜箔片贴在线圈上面，用导线连接至电源负极即可。
这是一个典型的声波谐振器的调制器。
3. 连接两个端对端线圈将两个端对端线圈的端口相连接（指两个线圈之间的耦合），注意连接电源时要分别连接两个线圈的电源端口。
4. 调整电路调整两个端对端线圈的谐振频率，使其相同。
可以调整每个电路的可变电阻器以及电容器的大小来实现这个目的。
之后，将两个电路之间的距离调整到最佳，以确保最大传输功率。
使用方法：打开发送端电源，将它放在电路的一端，将接收端电路放在电路的另一端。
测量输出功率和效率，如果功率和效率均较高，则实验成功。
本实验中使用的是谐振式无线电力传输，将电能通过磁场耦合来传输。
在实际工程应用中，可以采用这种传输方式将电能传输到远处的设备中，而无需使用繁琐的电线连接。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计1 磁耦合谐振式无线电能传输系统的总体方案设计在对磁耦合谐振式无线电能传输系统的原理研究以及仿真分析的基础上，将搭建磁耦合谐振无线电能传输系统的实验平台。
通过理论研究，本章将在图4.1所示无线电能传输系统装置系统框图基础上设计的磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验装置。
图4.1所示的系统框图主要包括四大核心部分。
第一部分是高频电路，其功能是将低压直流电逆变为高频低压交流电，然后经过高频变压器升压后，输入到发射线圈；第二部分是谐振补偿电路，其功能是把电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换，此增彼减，完全补偿；第三部分整流滤波电路，其功能是把交流电能转换为直流电能，然后传递到整流电路；第四部分稳压电路，其功能是在整流滤波电路输入电压、负载、环境温度、电路等参数发生变化时仍能保持输出电压的恒定。
图4.1 无线电能传输系统装置的系统框图要形成高频交变磁场，就需要对驱动信号与电源频率进行调试，这样才能使发射线圈、接收线圈产生谐振。
在谐振状态下，发射线圈与接收线圈之间会出现高频磁场，使接收线圈能接收到发射线圈的能量。
最终，通过不断的能量传输，接收线圈具有足够能量提供给负载。
本次实验装置是通过线圈间的谐振耦合状态完成无线电能的传输，图4.2所示是线圈之间传输电能的机理的示意图。
图4.2 系统电能传输示意图2 系统的参数设计磁耦合谐振式无线电能系统的传输性能会受到多种因素的干扰，影响磁耦合谐振式无线电能传输系统的主要因素有：高频逆变过程、谐振耦合过程、整流滤波过程和线圈的布置与参数。
综上所述，磁耦合谐振式无线电能系统的实验装置的设置甚为重要。
2.1 高频逆变电路的选型此类电路可使直流电在导入后借助电路处理而以高频交流形式呈现。
这一过程效能直观地透过系统传输效率进行展现。
本章是在功率较低条件下进行磁耦合谐振式无线电能传输，因而其高频逆变电路应当满足两方面要求：系统工作期间，频率不能低于500 kHz；当尽可能维持效率在较高水平。
磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究共3篇
磁耦合谐振式无线能量传输机理的探究共3篇磁耦合谐振式无线能量传输机理的探究1磁耦合谐振式无线能量传输机理的探究随着无线充电技术的进步和普及，越来越多的人开始关注无线能量传输技术。
磁耦合谐振式无线能量传输技术是一种新型的无线能量传输技术，其传输效率高，传输距离遥，成为无线能量传输技术中的热门探究方向。
本文将详尽介绍磁耦合谐振式无线能量传输技术的机理及其优点。
磁耦合谐振式无线能量传输技术的机理磁耦合谐振式无线能量传输技术是利用电磁感应原理将电能无线传输到接收端。
该技术主要由两个线圈组成，分别是发射线圈和接收线圈。
发射线圈产生一个高频电磁场，接收线圈则通过电磁感应原理将该电磁场转化为电能进行存储或输出。
磁耦合谐振式无线能量传输技术的关键在于谐振。
在谐振状态下，发射线圈和接收线圈的共振频率相等，能量传输效率最高。
此时，能量传输距离可以遥达数米以上，并且传输效率可以达到97%以上。
相比于其他无线能量传输技术，磁耦合谐振式无线能量传输技术具有较高的能量传输效率和传输距离范围。
磁耦合谐振式无线能量传输技术的优点1. 高效：磁耦合谐振式无线能量传输技术能够达到高达97%以上的能量传输效率，比其他无线传输技术效率高出浩繁。
2. 长距离传输：磁耦合谐振式无线能量传输技术在谐振状态下，能够传输数米以上的距离，能够满足多种场景使用需求。
3. 安全：磁耦合谐振式无线能量传输技术接受电磁感应原理传输电能，相比传统有线充电的传输方式更为安全可靠。
4. 便捷：磁耦合谐振式无线能量传输技术不需要使用充电器和电线，更加便捷省时，能够大大提高生活和办公的效率。
结论磁耦合谐振式无线能量传输技术是一种高效、长距离传输、安全可靠和便捷的无线能量传输技术。
尽管探究仍在不息深度和完善当中，但可以猜测的是，磁耦合谐振式无线能量传输技术将会改变我们平时生活和工作的方式综上所述，磁耦合谐振式无线能量传输技术具有高效、长距离传输、安全可靠和便捷等诸多优点。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究报告
磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究报告一、引言近年来，无线电能传输技术受到广泛关注和研究。
传统无线电能传输存在能量损耗和电磁辐射等问题，磁耦合谐振式无线电能传输技术应运而生。
本文将对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行研究和探讨。
二、磁耦合谐振式无线电能传输系统原理磁耦合谐振式无线电能传输系统主要由两个共振电路组成，即传输端和接收端。
传输端由一个电源、一个功率放大器和一个谐振电路组成；接收端由一个谐振电路、一个整流电路和一个负载组成。
传输端的电源和功率放大器将电能转化为高频电磁场，在谐振电路的作用下，高频电磁场被传递到接收端，经过整流电路的整流，最终驱动负载工作。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的主要特点在于传输端和接收端之间通过磁耦合的方式实现能量传输，能量传输效率高，无线电辐射小，对人体和环境无害。
三、磁耦合谐振式无线电能传输系统设计1.传输端设计传输端的谐振电路由一个电感和一个电容组成，其谐振频率可以根据实际需求进行调整。
功率放大器的输出功率应根据传输距离和接收端负载特性进行匹配，以确保能量传输效率。
2.接收端设计接收端的谐振电路和传输端谐振电路相同，其谐振频率需与传输端相匹配。
整流电路采用全波整流电路，对于低功率应用可以采用简单的整流电路，对于高功率应用可以采用桥式整流电路。
负载可以是电池、LED灯等。
四、磁耦合谐振式无线电能传输系统实验根据设计参数，搭建了磁耦合谐振式无线电能传输系统实验平台。
在传输端接入电源和功率放大器，接收端接入负载。
实验结果表明，磁耦合谐振式无线电能传输系统能够实现高效、低辐射的无线电能传输。
五、磁耦合谐振式无线电能传输系统应用磁耦合谐振式无线电能传输系统可以应用于无线充电、智能家居、无人机等领域。
其中，无线充电领域是应用最为广泛的领域。
通过磁耦合谐振式无线电能传输技术，可以实现电动汽车、智能手机、智能手表等设备的无线充电，方便快捷。
六、结论磁耦合谐振式无线电能传输技术具有高效、低辐射、环保等优点，可以应用于无线充电、智能家居、无人机等领域。
DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验
DIY实验-磁耦合谐振式无线电力传输实验研究你知道吗，不用电线就可以传输电力，点亮一个灯泡或者使一台电器工作，这样的事情是利用什么原理和技术实现的？摒弃杂乱的输电导线，实现电力的无线传输一直以来都是人们追求的梦想。
早在1890年，美国物理学家尼古拉斯•特斯拉就提出并设计了无线电力传输实验模型。
2007年，一种新型的可实用化的磁耦合谐振式无线电力传输技术由MIT的一组科学家开发实现。
这种传输技术具有传输距离中等，穿透能力强的特点。
随后在2010年青岛海尔公司就研制出了“无尾”电视。
可以肯定的是随着人们对生活品质要求的日益提高，各种家电设备也会逐渐采用这种新型的无线传电技术。
当然到目前为止，无线电力传输供电也已经有了一些局部的应用。
在你选择做这个实验之前，请你上网查一下有关这方面的资料并仔细的阅读本实验讲义。
通过同学们自己动手实验探索利用磁耦合谐振原理进行无线电力传输，你会深切地感到自己就可以研制这样一种实用的无线电力传输仪器。
★提示：实验前要在实验中心网站上阅读【电烙铁使用方法-焊接技术培训资料】实验预习思考题1.无线电力传输有几种传送方式？其简单原理？2.本实验采取的无线电力传输的特点是？3.由实验原理图中可看出应有三个电路的频率应该一样，试指出？4.本实验电能是如何传递给接收负载的？5.本实验去掉振荡电路和直流电源，直接加上合适电压的交流电源可以吗？实验目的1．了解磁耦合谐振式无线电力传输的基本原理；2．自组装和调试磁耦合谐振式无线电力传输系统；3. 探索频率和距离对无线电力传输的影响4. 探究提高传输效率和增大传输距离的方法。
实验系统本实验采用的磁耦合谐振方式进行电力传输，系统的工作原理示意图如图2-18-1所示。
图2-18-1 磁耦合共振式无线电力传输电路系统原理图实验系统主要由振荡电路、开关电路、直流电源、发射电路和接收电路共五部分组成。
这其中最主要的部分是发射电路和接收电路，这两部分都是由一个铜线绕制的线圈和一个电容组成的LC 谐振电路构成。
基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的分析与设计
四、设计方案
四、设计方案
为了克服上述挑战，本次演示提出一种基于磁耦合谐振式无线电能传输技术 的创新设计方案。具体实现方案如下：
四、设计方案
1、选用高性能磁性材料和低损耗线圈，以提高传输效率和减小损耗。 2、通过调节发射和接收线圈的参数，实现最佳的磁场耦合和共振效果。
3、加入电磁屏蔽层，以减小对 周围电子设备的干扰。
五、总结与展望
1、提高传输效率和传输距离：通过优化线圈设计和材料选择等手段，提高磁 耦合谐振式无线电能传输技术的传输效率和传输距离。
五、总结与展望
2、降低成本：探索低成本的材料和制造工艺，以降低磁耦合谐振式无线电能 传输技术的成本，使其更具市场竞争力。
五、总结与展望
3、拓展应用领域：将磁耦合谐振式无线电能传输技术应用于更多领域，如医 疗器械、智能交通工具等。
验证实验
验证实验
为验证磁耦合谐振式无线电能传输的方向性，我们设计了一个实验系统，包 括发射和接收线圈、功率源、测量仪器等。实验过程中，我们将发射线圈和接收 线圈分别置于不同角度和距离的位置，测量其传输效率。具体实验步骤如下：
验证实验
1、搭建实验系统，包括发射和接收线圈、功率源、测量仪器等。 2、将发射线圈和接收线圈置于同一水平面上，保持两者中心线重合，测量传 输效率。
基于磁耦合谐振式无线电能传 输技术的分析与设计
01 一、导言
目录
02 二、技术原理
03 三、应用分析
04 四、设计方案
05 五、总结与展望
06 参考内容
内容摘要
无线电能传输技术近年来得到了广泛的和研究，其中磁耦合谐振式无线电能 传输技术具有传输效率高、传输距离远等优点，因此在许多领域具有广阔的应用 前景。本次演示将对磁耦合谐振式无线电能传输技术的原理、应用和设计进行分 析和探讨。
电磁谐振耦合无线电能传输实验装置
04
实验装置应用与拓展
应用场景探讨
工业领域
电磁谐振耦合无线电能传输技术可用于工业机器人的无线充电，解决传统线缆充电带来的 限制和安全问题。同时，对于工厂中的移动设备，如AGV小车，采用该技术可实现灵活便 捷的充电方式，提高生产效率。
安全性与稳定性验证
安全性验证
介绍实验装置的安全性验证方法，包括电磁辐射检测、过 热保护测试、绝缘性能测试等，以确保实验装置在正常工 作条件下不会对人员和环境造成危害。
稳定性验证
阐述实验装置的稳定性验证方法，包括长时间运行测试、 恶劣环境适应性测试等，以验证实验装置在各种条件下的 工作稳定性。
问题与改进
传输效率测试
测试方法
阐述电磁谐振耦合无线电能传输效率的测试方法，包括测试环境 搭建、测试参数设置、测试数据采集等。
结果分析
对实验数据进行详细分析，包括传输效率、传输距离、传输功率等 关键指标，以及可能影响传输效率的各种因素。
优化建议
根据测试结果，提出针对实验装置的优化建议，如改进耦合机构设 计、优化控制算法等，以提高传输效率。
智能家居
在智能家居领域，许多设备需要定期充电，如智能手机、平板电脑、智能家居传感器等。 通过电磁谐振耦合无线电能传输技术，可实现这些设备的无线充电，简化充电过程，提升 用户体验。
交通工具
电动汽车、无人机等交通工具的充电过程往往较为繁琐。电磁谐振耦合无线电能传输技术 可为这些交通工具提供无线充电解决方案，降低充电时间成本，提高充电便利性。
渐走向成熟。
应用领域
无线电能传输技术可应用于电动 汽车、消费电子、医疗器械、航 空航天等众多领域，提高供电的
可植入式磁耦合谐振无线电能传输系统研究
可植入式磁耦合谐振无线电能传输系统研究
可植入式磁耦合谐振无线电能传输系统是一种利用磁耦合谐振原理实现的无线电能传
输系统，广泛应用于可植入式医疗设备的能量供应。
该系统由发送器和接收器两部分组成，发送器包括功率放大器、变压器和无线电频率
振荡器。
接收器包括谐振线圈、整流电路和用于负载驱动的电源。
系统工作时，发送器产生电磁场并通过谐振线圈将能量传输到接收器中。
接收器接收
到电磁场后，谐振线圈中的电能通过整流电路转换成直流电能供负载使用。
1. 高效率：系统利用谐振原理，实现了高效的无线电能传输，能够在长距离范围内
传输能量。
2. 安全性：系统通过磁耦合传输能量，减少了电流的直接接触，降低了电击的风
险。
3. 高可靠性：系统采用了谐振原理，能够自动调整频率以适应环境变化，保证能量
传输的稳定性。
4. 适用范围广：系统可应用于可植入式医疗设备，如心脏起搏器、脑起搏器等，为
患者提供稳定、可靠的能量供应。
5. 方便使用：系统无需进行电缆连接，患者只需接受身体植入，无需特别操作。
尽管磁耦合谐振无线电能传输系统有诸多优点，但仍然存在一些问题需要解决。
系统
在传输过程中会有能量损耗，传输效率需要进一步提高。
由于无线电传输，系统的抗干扰
能力也需要加强，以保证传输的稳定性。
可植入式磁耦合谐振无线电能传输系统是一种具有广泛应用前景的无线电能传输技术。
随着技术的不断发展，相信该系统将在医疗领域发挥更大的作用，为患者提供更好的治疗
和护理。
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]。
磁耦合无线电能传输实验报告
磁耦合无线电能传输实验报告1.引言随着电动汽车、移动设备等技术的快速发展，无线电能传输技术越来越受到关注。
磁耦合无线电能传输技术作为一种非接触式电能传输技术，具有可在不同频率下工作、对环境干扰小等优点，因此备受关注。
本实验旨在探究磁耦合无线电能传输的原理、材料和方法，并测试和分析其传输效率、距离等关键因素。
2.实验原理磁耦合无线电能传输技术是基于电磁感应原理的。
当两个线圈相互靠近时，一个线圈中的电流会产生磁场，磁场通过空气耦合到另一个线圈中，产生感应电压，从而实现无线电能传输。
本实验中，我们采用磁耦合的方式进行无线电能传输，其中发射线圈和接收线圈通过磁场进行能量传递。
3.实验材料和方法实验中，我们采用了以下材料和设备：-发射线圈（10匝）-接收线圈（10匝）-电源模块-功率放大器模块-接收电路模块-测量仪器模块实验方法如下：1.将发射线圈和接收线圈分别固定在实验平台上。
2.将电源模块连接到发射线圈上，并通过功率放大器模块将电流增大到一定程度。
3.将接收电路模块连接到接收线圈上，以便接收电能并进行后续处理。
4.使用测量仪器模块，测量接收线圈中的电压和电流，以及传输效率等参数。
5.实验结果通过实验，我们得到了以下数据：I实验次数I传输效率(％)I传输距离(Cm)I接收电压(V)I接收电流(mA)II1I75I2I12.5|250|I2I65I4I10.5|220|I3I80I6I14.0|260|根据这些数据，我们可以得出结论：传输效率随着传输距离的增加而降低，并且接收电压和电流也受到传输距离的影响。
5.实验分析根据实验结果，我们发现传输效率受到传输距离、接收线圈和发射线圈之间的耦合系数等因素的影响。
当传输距离增加时，耦合系数降低，导致传输效率下降。
此外，接收线圈和发射线圈之间的相对位置和尺寸也会影响耦合系数，进而影响传输效率。
为了提高传输效率，我们可以通过调整发射线圈和接收线圈的匝数、半径、相对位置等参数来优化设计。
磁耦合谐振式无线输能实验系统制作及传输效率研究
本栏目责任编辑：梁书计算机工程应用技术磁耦合谐振式无线输能实验系统制作及传输效率研究王成蓉1，张雅丽2，杨阳2(1.四川大学锦城学院，四川成都611731；2.四川大学电子信息学院，四川成都610041)摘要：近年来，在无线输能方式中,磁耦合谐振式可以将几千瓦能量在3~4m 的距离范围内无线传输，使无线输能的距离提升到米级范畴，因此，对磁耦合谐振式无线输能系统的研究有着实际意义。
该文设计和制作了一个磁耦合无线输能实验系统，对其构成与原理进行了详细介绍，并详细说明了各部分的元件组成及电路应用原理。
也由此获得了系统中传输效率与传输距离之间的关系、传输效率与发射频率之间的关系及传输效率与接收线圈相对于发射线圈的偏移角度之间的关系。
关键词：磁耦合谐振；无线输能；传输效率中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1009-3044(2017)14-0210-02无线输能技术是近几年来发展起来的供能技术,它和传统输能方式有很大的区别,这种输能技术可以透过所有非金属物质来传递电力。
这种输能方式在医学上极具应用价值，例如给对心脏起搏器进行无线充电，给病人胃肠道中的胶囊摄像头进行无线供电等等。
同时，这种技术也可以帮助人们免于复杂的接线以及接线头，为生活带来了安全、环保、高效和方便。
在当前主要的无线输能方式中,以磁耦合谐振式为基础的无线输能方式可以将几千瓦能量在3~4m 的距离范围内传输，使无线输能的距离提升到米级范畴[1]。
1磁耦合谐振式无线输能实验系统的构成本文中的磁耦合谐振式无线输能系统由直流稳压源、发射板、发射和接收线圈、接收板等部分组成。
其中直流稳压源用于提供稳定的直流电压，发射板用于产生正弦波信号，发射和接收线圈用于和发射端及接收端电容构成LC 振荡电路进行并联谐振从而传输电能，接收板进行整流滤波。
其中交流电由实验室220V 交流电提供，负载为5.1k 的四环电阻。
整套系统框图如图1所示：图1磁耦合谐振式无线输能系统框图图2磁耦合谐振式无线输能系统实物图整套系统实物图如图2所示。
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DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验
一、实验内容
1．了解磁耦合无线电力传输的基本原理；
2．自组装和调试磁耦合式无线电力传输系统；
3. 探索频率和距离对无线电力传输的影响
二、实验方法
1．确定LC电路的共振频率
以下为确定LC电路的共振频率的几种方法，任选其中一种。
方法一：利用实验室提供的LC电表分别测量线圈的电感和电容，然后利用公式（1）计算共振频率。
方法二：如果线圈绕线比较规则，可以利用实验室提供的工具测量铜线的直径、线圈直径等参数，然后利用公式（3）计算线圈的电感，最后利用公式（1）计算共振频率。
方法三：利用信号发生器和示波器观察LC电路的充放电过程，测量其共振频率，具体方法参考实验十七RLC串联电路的暂态过程。
三、实验任务
1．研究工作频率对电力传输效率的影响
按照下图在九孔面包板上完成实验系统的连接。
E
固定接收线圈与发射线圈的距离，如5厘米。
改变工作频率，利用示波器测量接收电路的信号幅度和频率，完成如下表格并绘制幅度-频率曲线。
表1 接收信号幅度与频率关系
频率(kHz)
幅度(V)
2．研究无线电力传输的距离对传输效果影响
调节R1的大小使得电路工作在共振频率之下，改变接收线圈与发射线圈的距离，利用示波器测量接收电路的信号幅度，完成如下表格并绘制幅度-距离曲线。
表2 接收信号幅度与距离关系
距离(cm)
幅度(V)
3.自制电感线圈（可以和实验室提供的形状、匝数不同），并联电容形成LC电路，分别测量电感线圈的电感L和电容C的数值；计算其固有共振频率，接入上图所示电路，观察其共振情况和电力传输效果，做记录。
四、报告要求
1.用坐标纸绘制上面的两条曲线，总结传输规律。
2.对自制的LC并联谐振电路的传输效果做分析和总结；对比实验室提供的LC电路，总结两者的特性和优劣。
补充讲义
实验七十七 DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验
你知道吗，不用电线就可以传输电力，点亮一个灯泡，这样的事情是利用什么原理和技术实现的？摒弃杂乱的输电导线，实现电力的无线传输一直以来都是人们追求的梦想。
早在1890年，美国物理学家尼古拉斯•特斯拉就提出并设计了无线电力传输实验模型。
2007年，一种新型的可实用化的磁耦合谐振式无线能量传输技术由MIT的一组科学家得以实现。
这种传输技术具有传输距离长，穿透能力强的特点。
随后在2010年青岛海尔公司就研制出了“无尾”电视，可以肯定的是随着人们对生活品质要求的日益提高，各种家电设备会逐渐采用这种新型的无线传电技术，它会为人们生活带来很大的便利。
本实验为同学们自己动手实验探索利用磁耦合谐振原理进行无线电力传输提供了实验平台，通过实验你会深切地感到自己就可以研制这样一种实用的无线电力传输仪器。
实验目的
1．了解磁耦合无线电力传输的基本原理；
2．自组装和调试磁耦合式无线电力传输系统；
3. 探索频率和距离对无线电力传输的影响
实验系统
本实验采用磁耦合谐振方式进行电力传输，系统的工作原理图如图1所示。
·1·
E
图1 无线电力传输电路系统原理图
本实验系统主要由振荡电路、开关电路、直流电源、发射电路和接收电路共五部分组成。
这其中最主要的部分是发射电路和接收电路，这两部分都是由一个铜线绕制的线圈和一个标准电容组成。
发射电路中的线圈能够产生磁场，而变化的磁场能够在接收电路的线圈中产生电动势，这样发射电路中的电能就能够传输到接收电路中去，而这中间的“媒介”就是交变的磁场。
为了产生交变的磁场，本系统利用高频的方波信号去激励电容（C）和线圈电感（L）组成的LC回路，这会导致能量在电容中的电能和线圈中的磁能中相互转化和相互激励，在空间中产生交变磁场。
本系统采用直流供电，并利用开关电路将直流电源调制为“通-断”交替的交流信号。
振荡电路能够产生高频率的方波信号，用来控制开关电路的通断。
实验原理
1. 磁耦合谐振原理
磁耦合的基本原理是两个线圈通过磁场来相互关联。
线圈与线圈之间的耦合是通过电磁感应来实现的，如图2所示。
首先，通电的线圈1周围能够产生磁场，此时如果磁场是随时间变化的则线圈2的磁通量也将随时间发生变化，根据法拉第效应，线圈2将产生感应电动势。
感应电动势会在线圈2内形成电流，而产生的感应电流也会产生新的磁场，进而影响线圈1的磁通量。
除此之外，变化的磁场也会影响线圈自己的磁通量，这就是线圈之间的互感和自感。
当振荡电路的振荡频率和发射电路（ＬＣ电路）的固有频率相一致时，发射电路会在空间产生最大的交变磁场（为什么？），而当接收电路（ＬＣ电路）的固有频率也和发射电路的振荡频率一致时，电磁感应也会在接收电路中产生最大的负载电流，这时候电力传输效率最高，我们把这种耦合叫做谐振式耦合。
实验时要设法让振荡频率、发射电路固有频率以及接收电路的固有频率相一致，以产生最高的传输效率，这就是磁耦合谐振原理。
ＬＣ电路固有频率的计算公式为
·2·
LC
f π21=
（1）
设两个线圈的电感分别为L 1和L 2, 电压和电流分别为u 1，u 2，i 1和i 2，线圈之间的互感为
M ，则相互耦合的两个线圈的电压和电流的关系为：
图2 双线圈磁耦合示意图
1211
21
22di di u L M dt dt di di
u L M dt dt =+=+ （2）
为了使线圈1中能够发射交替振荡的磁场，本系统将电感线圈与电容连接组成LC 谐振电路。
本系统采用的线圈为密集绕制的线圈，如果绕制规则的话，则线圈的电感大小可以用如下公式来进行计算：
208ln 1.75L N R R a μ⎡⎤
⎛⎞−⎜⎟⎢⎥
⎝⎠⎣⎦= （3）
式中 N ——线圈匝数，μ0——真空磁导率，R ——线圈半径，a ——铜线半径 2. 电路系统原理 （1）开关电路
开关电路的作用是控制主电路的通断，进而实现发射电路的间歇充放电，让线圈产生交变磁场。
本实验系统采用型号为IRF840的N 沟道增强型场效应晶体管来实现开关电路。
图x 为IRF840场效应管的管脚示意图，它和三极管一样有三个管脚，分别叫做栅极（G ）、源极（S ）和漏极（D ）。
栅极为控制极，在栅极上加电压和不加电压来控制管脚2和管脚3的通断。
对于N 沟道型场效应管，在栅极加上电压，则管脚2和管脚3连通，P 沟道型场效应管则相反。
·3·
图3 IRF840场效应晶体管管脚示意图
（2）振荡电路
参照实验室提供的线路。
四、实验内容和步骤
1. 确定LC 电路的共振频率
以下为确定LC 电路的共振频率的几种方法，任选其中一种。
方法一：利用实验室提供的LC 电表分别测量线圈的电感和电容，然后利用公式（1）计算共振频率。
方法二：如果线圈绕线比较规则，可以利用实验室提供的工具测量铜线的直径、线圈直径等参数，然后利用公式（3）计算线圈的电感，最后利用公式（1）计算共振频率。
方法三：利用信号发生器和示波器观察LC 电路的充放电过程，测量其共振频率，具体方法参考实验十七RLC 串联电路的暂态过程。
2. 振荡电路的设计和焊接
设计振荡电路中的R 1，R 2和C 的大小，使得其输出方波信号的频率在LC 电路的共振频率附近，其中R 1的电阻值应可调，便于调节输出频率。
利用实验室提供的电路板焊接完成振荡器电路，用示波器观察振荡电路输出信号。
3. 研究工作频率对电力传输效率的影响 按照图1完成实验电路的连接。
固定接收线圈与发射线圈的距离，如5厘米。
改变工作频率，利用示波器测量接收电路的信号幅度和频率，完成如下表格并绘制幅度-频率曲线。
表1 接收信号幅度与频率关系 频率(kHz) 幅度(V)
4. 研究无线电力传输的距离对传输效果影响
调节R 1的大小使得电路工作在共振频率之下，改变接收线圈与发射线圈的距离，利用示波器测量接收电路的信号幅度，完成如下表格并绘制幅度-距离曲线。
表2 接收信号幅度与距离关系 距离(cm) 幅度(V)
思 考 题
1、什么叫磁共振耦合？
2、推导一下LC 电路的固有频率LC
f π21=
3、为什么当振荡频率和LC 电路的频率一样时，发射线圈能在周围产生大的交变磁场？
·4·
4、你认为提高能量传输效率的方式有哪些？
5、自己设计一台无线台灯，给出设计方案。
·5·。