无线电能传输装置(F题)-

成都工业学院

毕业设计论文

课题名称：无线电能传输装置

设计时间：—

系部：电气与电子工程系

专业：供用电技术

班级： 1202161

姓名：刘佳福

指导教师：

目录

1系统方案.......................................................................... IV

系统总体思路................................................................... IV 系统方案论证与选择............................................................. IV 信号发生方案选择........................................................... IV 驱动电路方案选择............................................................ V 整流电路方案选择............................................................ V 总体方案设计.................................................................... V 2理论分析与计算.................................................................... VI 发射模块分析与计算............................................................. VI 信号发生电路原理分析与计算 ................................................ VI

驱动电路原理分析与计算................................................... VII 接收模块分析与计算............................................................ VII 参数选择...................................................................... VII 3电路设计......................................................................... VII 信号发生电路................................................................. VIII 驱动电路........................................................................ X 功率MOSFET的使用.......................................................... X IR2110芯片的使用......................................................... XII 接收电路...................................................................... XIV 4测试方案与测试结果............................................................... XIV 测试方法与仪器................................................................ XIV 测试数据与结果................................................................. XV 5实物制作图片..................................................................... XVI 致谢.......................................................................... XVIII 参考文献.......................................................................... XIX

任务书

1.任务

根据2014年TI杯大学生电子设计竞赛题F题：无线电能传输装置，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

2.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=，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）

（4）设计报告（20分）

3.说明

（1）发射与接收线圈为空心线圈，线圈外径均20±2cm；发射与接收线圈间介质为空气。

（2）I2 = 应为连续电流。

（3）测试时，除15V直流电源外，不得使用其他电源。

（4）在要求（1）效率测试时，负载采用可变电阻器；效率22

11100%

U I

U I

η=⨯。

（5）制作时须考虑测试需要，合理设置测试点，以方便测量相关电压、电流。

摘要

随着技术的不断发展与进步，无线电能传输技术越来越备受关注，尤其在一些特定场合，无线电能传输技术具有传统电缆线供电方式所不及的独特优势，可以极大地提高设备供电的可靠性、便捷性和安全性。在2008年8月的英特尔开发者论坛（IDF，

Intel Developer Forum）上，西雅图实验室的约书亚·史密（Joshua R. Smith）领导的研究小组向公众展示了一项新技术——基于“磁耦合共振”原理的无线供电，在展示中成功地点亮了一个一米开外的60瓦灯泡，而在电源和灯泡之间没有使用任何电线。他们声称，在这个系统中无线电力的传输效率达到了75%。本设计主要由电生磁和磁生电两部分主成。第一部分发射电路由PWM集成控制电路TL494为主芯片的开关电源，以IR2110为驱动电路，控制两路输出，将电能传输给发射线圈，产生磁场；第二部分接收电路，接收线圈通过电磁感应将接收到的磁信号，转化成电能，整流滤波后，供负载LED 灯正常发光。

关键词：无线电能传输、磁耦合、串联谐振、传送效率、距离