非接触式供电系统方案设计
基于STM32的非接触式静电电位测量系统设计
电子电路设计与方案0 引言静电现象广泛地存在于人们的生产和生活中[1]。
静电一方面可以被广泛应用于复印、除尘、植绒等领域，另一方面在航空航天、石油化工、集成电路等行业都被视为严重威胁。
静电电位作为静电防护工程中的关键测量指标之一，反映了静电危害源储存的静电能量大小及其潜在危害程度，不仅能够为防护工作设计和改善产品自身抗静电性能提供依据，还可以作为静电防护器材的抗静电性能以及静电防护措施的评价标准[2]。
因此，在防静电工作区(Electrostatic Protection Area,EPA）等场所对静电电位进行实时测量或监测具有重要的现实意义。
静电电位测量设备按照是否接触被测带电体可以分为接触式和非接触式两种。
由于非接触式测量的测量对象和使用场景更广，不仅能用于导体和绝缘体的测量，还能用于易燃、易爆等特殊场所，因此得到了更为广泛的应用。
但是，非接触式静电电位测量结果受测试距离影响较大，而且产品成本较高、功耗较大，不利于实现对静电电位的长期监测。
通过采用STM32F429微处理器和超声波测距传感器，设计了一种适合于EPA等场所静电电位长期监测的非接触式静电电位测量系统。
系统电路简单、功耗较低，消除了因测试距离引起的静电电位测量误差，在静电防护工程中具有一定的应用价值。
1 系统总体设计■1.1 非接触式静电电位测量原理非接触式静电电位测量不直接与带电体接触，而是根据静电感应原理，间接测试被测带电体静电电位。
静电感应原理是指：将测试探头靠近带电体，利用探头与被测带电体之间形成的畸变电场测试被测带电体的静电电位[3] 。
MEMS电场传感器基于非接触式静电电位测量原理，具有体积小、功耗低、无机械磨损部件、易于批量制造、成本低等优点[4]。
MEMS电场传感器结构示意图如图1所示，主要由接地屏蔽电极和正负电极交替分布的感应电极组成。
屏蔽电极通过驱动部件水平往复运动，周期性遮蔽被测表面与传感器之间的电场，使得感应电极与屏蔽电极之间的电容值发生周期性变化，从而使得感应电极上电荷量发生变化，最终在正负感应电极上分别产生与被测物体电位成正比的相位相反、幅度相等的交变感应电流信号，之后通过I/V转换电路输出与被测物体电位成正比的电压信号[5]。
海洋环境下非接触式电能传输系统的优化设计
０ 引 言
动， 因此 ， 以有效适应恶 劣的工作 环境 ， 常适合 海洋环 可 非
境 下 的应 用 。
进入 ２ １世 纪 后 ， 底 观 测 技 术 正 在 迅 速 发 展 起 来 ， 海 各
个 国家之间对于海洋 资源的争夺 也 日趋激 烈 ， 过光 电复 通
合 缆 进 行 电能 传 输 的 海 底 观 测 网正 成 为 研究 的 热 点 。 美 国 的 “ Ｅ Ｔ Ｎ ” 划 ， 洲 的“ Ｓ Ｎ Ｔ 计 划 ， Ｎ ＰＵ Ｅ 计 欧 ＥＯ Ｅ” 日本 的 “ Ｒ — Ａ Ｅ Ｎ ” 划 就 是 典 型 的代 表 。 Ａ计
间通过逆变后 的高频交 流电连 接起 来。主 电路 系统主要完 成逆变 的功能 ， 而封装子电路系统作为逆 变后 的输 出 ， 主要
可 以得到
｛ ｊ ＝ ．
耋
．
－
完成耦合 、 整流 、 滤波 等功能 ， 最后将 电能 传输给负 载使用 。
逆变模块是 由 ４个 功率 开关 管组成 单相 全桥式 逆变 电路 ， 整流滤 波模块是 由二极管组成的电容滤波 的单 相全桥式不 可控整 流电路 。
为 了保证系统在海洋环 境下 的 ｌ常使用 ， Ｉ Ｆ 还需 要将 仞
级 电路 与 次 级 电路 分 别 用 耐 高 压 耐 腐 蚀 的 密 封 容 器进 行 完 整 封 装 。这 样 就 保 证 了初 级 电 路 与 次 级 电路 没 有 直 接 的物
收 稿 日期 ：０ １ｏ －９ ２ １ ＿３ ２ ￥基金项 目： 国家“ ６ ” ８ ３ 计划资助项 目（ ０ ７ ０ １ ０ ） 教育部博士 点新教 师基 金资助 项 目（ ０ ９ １ １２ ０２） 浙江 省 自然 科学 基金 资 ２ ０ ＡＡ ９ ２ １ ； ２ ０ ０ ０ １０ ２ ； 助 项 目 （ ５ ９ １ ７ Ｙ ００ １ ）
电动汽车非接触式充电系统设计
电动汽车非接触式充电系统设计
杨晨
【期刊名称】《工业设计》
【年(卷),期】2017(000)011
【摘要】随着电动汽车的普及,安全快速高效的充电模式对于电动汽车的进一步发展至关重要,本文在分析了现有电动汽车接触式与非接触式的充电系统模式的基础上,从非接触式充电系统的拓扑结构和等效模型设计,以及和电网结合后对电能进行资源合理调度方面设计了新型的电动汽车非接触式充电系统,该系统有效的提高充电的安全性和效率,进而提高了能源利用率.
【总页数】2页(P136-137)
【作者】杨晨
【作者单位】国网苏州供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB472
【相关文献】
1.电动汽车的螺旋平面金属线圈非接触式充电技术研究 [J], 林少芳
2.用于电动汽车电池充电的非接触式动力转换系统 [J], 长塚裕一;野口真伍;金子裕良;阿部茂;保田富夫;井田和彦;铃木明;山之内良一
3.电动汽车充电桩充电管理系统设计 [J], 翟娟;
4.电动汽车非接触式充电系统设计分析 [J], 钱程; 齐雄
5.电动汽车非接触式充电研究概况及实用化分析 [J], 张宝群;李香龙
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
非接触式弱电实验供电平台的设计
非接触式弱电实验供电平台的设计作者：石鑫栋戴世宇张钰张珣来源：《现代电子技术》2011年第24期摘要：非接触式弱电实验供电平台是一种新型非接触式电能供应系统，通过电磁感应耦合，实现非接触式能量传输，为负载提供电能。
整个系统主要由电能转换、耦合变压器和能量调节三部分组成。
电能转换主要完成能量逆变；耦合变压器将逆变后的能量耦合到用户端；能量调节主要为提高耦合到用户端能量的传输能力。
该平台克服了传统导线多点接触式电能传输方式的不可靠和不可迁移等缺点，为移动电气设备、易燃易爆环境和水下设备的能量供给提供便捷、安全的解决方案。
关键词：电磁感应；非接触式供电系统；无线供电；弱电实验箱中图分类号：TN710-34； TM92 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)24-0003-03 Design of Noncontact Weak Current Power-Supplying Platform for ExperimentSHI Xin-dong, DAI Shi-yu, ZHANG Yu, ZHANG Xun(Electrical and Electronic National Experimental Teaching Center, Hangzhou Dianzi University, Zhejiang 310018, China)Abstract： The noncontact weak current power supply platform for experiment is a new noncontact power supply system, which realizes the noncontact energy transmission and supplies the electric energy for the load through the electromagnetic induction coupling. The whole system mainly is composed of three parts: electric energy transformation, coupling transformer and energy regulation. The energy transformation mainly implements energy invert. The coupling transformer sends the inverted energy to the user side. The energy regulation section improves the energy transmission capacity. The system overcomes the unreliability and the immovability of traditional multi-point contacting transmission mode, provides a new convenient, green and security solution for energy transmission of portable electrical equipments, and supplies a new idea for the energy delivery to the equipments underwater or under explosive environments.Keywords： electromagnetic induction; noncontact power supply system; wireless power supply; weak current experimental box收稿日期：2011-08-26基金项目：浙江省大学生科技创活动计划（新苗人才计划）立项资助（ZX110701005）0 引言感应耦合电能传输（Inductively Coupled Power transfer，ICPT或Inductively Power Transfer，IPT）［1］技术是近年来备受国际学术界关注的一项新型能量传输技术。
非接触式电能传输技术概述
非接触式电能传输技术概述期内容：西电智慧电气杯创新大赛科技前沿最近，非接触式电能传输( Contactless Energy Transfer, CET )技术得到了广泛的研究与关注，为移动设备供电提供了新的路径，即有效避免了线缆、插头和导电滑环；对于一些诸如航空、生物医学、多传感器应用、机器人工业这样的重要领域，CET技术显著地增加了系统的可靠性，减少了装备的维护工作。
本文对基于电力电子电路的CET 技术进行了回顾与总结CET ，也通常被称为非接触式功率传输（Contactless PowerTransfer, CPT )或者无线功率传输( Wireless PowerCET 可分为：Transfer, WPT ）。
根据能量传输介质的差异，声波耦合式CET 、光学耦合式CET 、电场耦合式CET 以及当前最流行的磁场耦合式CET （也称为感应式CET ），如下图所示。
接下来，本文将对这些技术的基本原理、最新进展、优缺点及应用场合进行介绍，其中将重点介绍磁场耦合式CET 技术。
1 、声波耦合式CET 技术声波耦合式CET 技术的基本原理如下图所示。
直流电能通过逆变器、发射器转换为声波，并通过空气、生物或金属介质进行传播；接收电路将接收到的声波转换为交流电能，并在整流、滤波之后供给负载。
其中的发射器、接收器通常采用压电材料实现，这种材料受到压力作用时会在两端面间出现电压。
因此，利用压电材料的这一特性可实现机械振动（声波）和交流电的互相转换。
与磁场耦合式CET 技术相比，声波耦合式CET 技术具有以特点：1 ）对于任意尺寸的发射器和接收器，声波耦合式CET 技术使用的开关频率可比磁场耦合式CET 技术小得多仅为后者的Cair/Cem 倍，其中Cair 、Cem 分别为声波及电磁波在空气中的传输速度）。
因此，电力电子变流器的损耗也相对较小；2 ）可在不允许电磁场存在的场合使用；3）当电能传输的方向确定时，系统体积比磁场耦合式CET 系统小；4 ）通常，声波耦合式CET 系统效率比电感性系统要低；然而，当发射器与接收器距离远大于它们的半径时，系统效率要比电感性系统高。
非接触式供电系统
目录摘要 (I)Abstract (II)1 实验任务及要求 (1)1.1 实验任务 (1)1.2 实验要求 (1)1.3 实验结果说明 (1)2 非接触供电系统背景 (2)3 无线传输原理 (3)3.1微波无线能量传输 (3)3.2电磁感应式无线传输 (3)3.3 电磁共振式无线能量传输 (4)4 磁耦合谐振式无线能量传输系统 (5)4.1能量传输系统的构成 (5)4.2耦合谐振系统 (5)4.3 能量传输过程及其遵循的准则与方程 (5)5 非接触供电系统方案设计 (6)5.1 高频振荡电路设计 (7)5.1.1 设计方案 (7)5.1.2 晶振电路的工作原理 (9)5.2 功率放大器设计 (9)5.2.1 功率放大器原理 (10)5.2.2 功率放大器分类 (10)5.2.3 设计方案 (11)5.2.4功率放大器电路图 (12)5.3 AC/DC电路方案 (12)5.4 耦合线圈 (13)5.4.1 线圈电感 (14)5.4.2 线圈互感 (14)5.4.3 传输系统的最佳频率范围 (15)5.5电路总图及单元电路 (15)6方案实现与测试 (17)6.1 直流电源 (17)6.2 高频晶振振荡电路 (17)6.3 高频功率放大器 (18)6.4桥式整流电路 (19)6.5实现非接触式供电 (19)6.6 实验结果及说明 (20)六总结与体会 (22)参考文献 (22)摘要非接触供电是一种能以电气非接触方式，将功率从功率输送机提供到功率接收机的供电系统，其中功率输送组件连接到功率输送机以及功率接收组件连接到功率接收机。
功率输送组件具有用于输送功率的多个输送侧线圈以及用于接通/断开输送侧线圈的操作的多个输送侧开关。
功率接收组件具有用于接收功率的多个接收侧线圈、用于接通/断开接收侧线圈的操作的多个接收侧开关，另外，具有用于执行控制以便操作在实现最高功率输送效率的组合中的输送侧线圈的任何一个和接收侧线圈的任何一个的判定电路。
CPS非接触供电系统
CPS非接触供电系统
佚名
【期刊名称】《现代制造》
【年(卷),期】2009(000)040
【摘要】法勒（VAHLE）将在CeMATASIA2009上展出CPS非接触供电系统，并在现场演示OHT（悬吊式自动导引天车）的应用。
法勒的CPS系统基于变压器的原理，集供电、通信和导航功能于一体，可进行复杂线路布局（如交叉、道岔和支线等）。
产品适用于半导体、平面显示器、电子电路以及制药等无尘及洁净环境的物料搬运系统。
【总页数】1页(P54)
【正文语种】中文
【中图分类】TP314
【相关文献】
1.CPS非接触供电系统在AGV物流系统中的应用 [J], 张兴旺;刘志明
2.串联谐振的非接触供电系统传输功率分析 [J], 袁观娜;杨燕;李秋
3.线圈位置及特殊路况对轨道交通非接触供电系统的影响 [J], 裴春兴;李娜;王远霏;孙海荣
4.磁浮列车非接触供电系统的监控诊断研究 [J], 赵冬玉;王峰超;高世萍;余进
5.基于移相控制的并联谐振型非接触供电系统设计 [J], 袁观娜;杨燕;李秋;颜翠翠;柳美平
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电动汽车充电桩充电管理系统设计
电动汽车充电桩充电管理系统设计摘要：随着社会经济的快速发展，人们生活水平的不断提升，汽车数量持续不断增多，而汽车尾气会给环境造成非常严重的污染，现如今国家对低碳理念的倡导，就需要出现一种新型的汽车来代替以往传统污染严重的汽车类型，在此背景之下，电动汽车的数量越来越多，电动汽车作为一种比较环保的汽车类型，在具体应用的时候还需要专业充电桩的有效支持，这就需要对充电桩进行最为科学合理的设计和管理，只有这样才能对电动汽车的实际应用提供更加有效的保障和支持。
关键词：电动汽车；充电桩；充电管理系统；设计1电动汽车充电桩主要分类1.1交流电充电方式交流电充电方式是电动汽车最基本的充电方式。
其主要是合理利用220V或者是380V的交流电源直接引入充电桩之中，然后借助汽车自身的滤波装置以及整流装置，对汽车电池进行直冲，以此为电动汽车提供日常所需的电量能源。
但是交流电充电方式花费的时间比较长，并且充电量比较少，主要适用于一些小型的电动汽车。
1.2直流电充电方式一般情况下，直流电充电方式主要是合理利用地面充电站，从而获取直流电，并且建立充电桩，然后对电动汽车工作电池组进行直接充电，从而有效提升汽车的设计，将汽车运行中的自重进行有效降低，以此减轻电动汽车本身的负担。
由于这种充电方式是将电能直接进行输送，所以其蓄电能力相对比较强，从而可以进行快速充电，主要适用于一些耗电量相对比较大的电动汽车。
1.3直接更换电池方式更换电池的充电方式，其安全性相对比较高。
一般情况下，这种充电方式主要适用于两组蓄电池的电动汽车，其一组蓄电池可以为汽车提供所需的能源，保证汽车正常运行使用，而另一组蓄电池则可以取下来进行充电，合理将两组电池进行更换，从而保证汽车运行过程中，电池具有充足的电量能源。
但是，电池进行更换必须是建立在大量电池更换站的基础上，需要投入大量的人力资源，目前无法满足于这种智能化需求。
1.4非接触式充电方式非接触式充电方式主要是借助相应的感应器件，将其安装在汽车充电的位置上，从而实现汽车与充电设备彼此之间并未发生接触，满足汽车在行驶的过程中随时进行充电的需求，不再受制于充电桩的数量问题。
齿轮轴温遥测系统的设计
齿轮轴温遥测系统的设计【摘要】利用非接触式电能接入技术及直接序列扩频数字无线通信技术，完成了温度信号的采集、非接触电能传输、无线数据发射与接收，实现了对轴承温度的遥测。
轴承温度遥测试验结果表明，系统所测得的轴承温度与油膜温变化趋势相同，证明该系统满足齿轮轴承温度测量的实际需求。
【关键词】遥测系统；温度测量；非接触供电；无线通信0.引言连接齿轮的轴承在旋转过程中由于摩擦力等因素将会随着转速升高出现温度提升的现象，齿轮轴承温度的测量对于轴承使用、轴承设计以及轴承寿命分析具有重大意义，其在不同转速下的温度是轴承设计中很有价值的参考数据。
在某些特殊的应用环境下，物理量的测量可采用遥测系统来完成。
如，测试设备无法进行安装的高温、高压环境、旋转体测量等。
对于齿轮轴承温度的测量，可归为旋转体测量，可以通过遥测系统来实现。
1.工作原理轴承温度的测量通过6个带冷端补偿的热电偶来实现，整个系统主要分为两个部分，即信号采集发射一体机和接收机。
信号采集发射一体机中包含信号调理和采集模块以及无线发射机；接收机包含无线接收机、数据处理器以及模拟/数字输出模块。
信号采集发射一体机中的信号调理和采集模块包含7个模拟通道，其中前6个通道可接热电偶，第7通道用作热电偶的冷端补偿。
每个热电偶通道都有独立的信号调理电路，以保证信号的信号质量及数据采集器的采集精度。
2.系统设计2.1双热电偶传感器设计为了保证双热电偶传感器工作的可靠性，在设计传感器时采用双热电偶方式，由两个热电极材料相同的有效热电偶组成。
这样的冗余设计可以保证当其中一个热电偶失效时，另一个热电偶仍然能够正常工作，而不会导致整个遥测系统失效。
2.2非接触式供电系统设计本文设计的非接触式供电系统基于ICPT原理，其组成包含初级变换器、非接触变压器以及次级变换器。
图1 非接触式供电系统组成非接触式供电系统工作时，初级变换器将交流电压经过整流、逆变转换成高频交流电流供给初级绕组。
有轨电车线无接触网路口处接触网设计探讨
有轨电车线无接触网路口处接触网设计探讨摘要：作为一种新兴轨道交通方式，有轨电车具有快速便捷、安全舒适、节能降噪、投资较小的特点。
欧洲和北美有100多个城市运营有轨电车，有轨电车在澳大利亚和日本等国也得到了较为广泛的应用。
随着我国城市轨道交通的多元化发展，有轨电车已经成为城市轨道交通的重要补充。
根据供电的方式不同，有轨电车一般通过接触网或者车载储能装置获得电能，前者简单可靠，后者景观化效果较好。
在有轨电车线路口处采用无接触网设计，有轨电车采用储能装置供电通过路口，可以兼具2种供电模式的优点。
关键词：有轨电车线；无接触网路口处；接触网设计引言针对国内现代有轨电车越来越高的景观化要求，将现代有轨电车沿线的部分路口设置为无接触网路口可以有效提升接触网与沿线景观的协调性，以达到景观化的设计目的。
以实际工程设计为背景，论述有轨电车无接触网路口处的接触网平面及导高设计要点，进而提出无接触网路口处具体的接触网设计方案，可以为类似工程提供参考。
1无接触网供电系统分析1.1分段地面供电系统1.1.1Tramwave供电系统安萨尔多STS公司的先进专利技术就是Tramwave地面供电技术，对用电方式进行了创新，设计理念模块化，适用于多种结构和不同管理规划需求。
意大利安塞尔多公司通过对其公交车使用的Stream系统研究创新研发出了Tramwave技术，早于1994年开始，意大利就对Stream系统进行了研发，意大利里雅斯特（Trieste）一辆3.3km的公交车在1998年开始正式运行。
车载受流器和建设在轨道中的供电装置形成了初始系统，通过磁相互作用，车辆通过轨道时，轨道就能接通电源。
在车辆脱离轨道时，轨道就会被设定成安全负极，进一步保障供电安全。
在公交车中应用Tramwave技术，但在有轨电车的应用情况方面还有待考证，其次，安萨尔多的Tramwave系统被应用于到意大利那不勒斯有轨电车中。
1.1.2阿尔斯通APS系统APS地面供电设备的基础架构，通过采取标准埋地式供电轨结构，是用工形绝缘轨、接地电缆、接触轨、检测回路和DC750V电缆等组合而成。
Multisim仿真-无线电能传输项目设计
无线电能传输项目设计预备知识(一)项目设计的目的：(1)在实践中对现代电工技术的理论知识做进一步巩固;(2)锻炼对综合运用能力。
(二)实验内容和要求:在不采用专用器件(芯片)的前提下，设计一个非接触供电系统。
原理电路如下图所示，实现对小型电器供电或充电等功能。
电源(三)要求用仿真软件对电路进行验证，使其满足以下功能：(1)供电部分输入36V以下的直流电压，具有向多台电器设备非接触供电的功能。
(2)在输出功率》1W的条件下，转换效率》15%最大输出功率》5W(3)设计报告必须包括建模仿真结果(4)利用multisim 生成PCB板无线电能传输技术（一）无线能量传输技术介绍根据电能传输原理，可将WPT技术分为三种：射频或微波WPT电磁感应式WPT电磁共振式WPT下面分别予以介绍。
1 微波无线能量传输所谓微波WPT就是以微波（频率在300MHz-300GHz之间的电磁波）为载体在自由空间无线传输电磁能量的技术。
利用微波源将电能转变为微波，由天线发射，经长距离的传播后再由天线接收，最后经微波整流器等重新转换为电能使用。
微波频率传输所具备的“定向、可穿透电离层”等特性，使得该能量传送方式早在20 世纪60 年代初期就受到人们的关注，并在远程甚至超距能量传输场合有着重要的应用价值。
微波WPT主要用于如微波飞机、卫星太阳能电站等远距输电场合，其中卫星太阳能电站作为人类应对能源危机的有效策略已成为美国、日本等国大力发展的重要航天项目。
目前，限制微波WPT 技术进一步发展的主要技术瓶颈在于高效微波整流器件、大功率微波天线以及大功率微波电磁场的生物安全性和生态环境的影响问题。
然而，由于工作频率高、系统效率较低，微波WPT 并不适合于能量传输距离较短的应用场合。
2 电磁感应式无线能量传输电磁感应式WPT 是基于电磁感应原理，利用原、副边分离的变压器，在较近距离条件下进行无线电能传输的技术。
目前较成熟的无线供电方式均采用该技术，典型的应用包括新西兰国家地热公园的30kW 旅客电动运输车、Splash power 公司的无线充电器等。
施工临电用电方案
施工临电用电方案1. 目标本方案旨在为施工现场提供安全、稳定、高效的临时用电解决方案，确保施工期间的电力供应满足工地的需求，并减少对周边环境和居民生活的影响。
2. 实施步骤2.1. 现场勘察和规划在制定施工临电用电方案之前，需要对施工现场进行全面的勘察和规划。
具体步骤如下：•确定施工现场的用电需求：根据施工项目的性质、规模和时间计划，确定所需的总功率、配电线路长度以及特殊设备的用电要求等。
•考虑环境因素：了解周边环境情况，包括居民区、商业区或公共设施等，以便合理安排供电方式和减少对周边环境的干扰。
•安全评估：评估现场安全风险，包括火灾风险、漏电风险等，并制定相应措施以确保用电安全。
•规划配电系统：根据用电需求和现场情况，设计合理的配电系统，包括主配电箱、分配电箱、线路布置等。
2.2. 供电方式选择根据施工现场的具体情况和需求，选择适当的供电方式。
常见的供电方式包括：•临时用电箱：在施工现场设置临时用电箱，由供电公司提供临时用电接入点，并按照需求进行配电。
•发电机组：根据施工现场的功率需求，选择适当容量的发电机组，并合理安排发电机组的摆放位置和运行时间。
•非接触式供电系统：通过非接触式供电系统（如无线充电技术）为施工设备提供无线充电，减少线缆敷设和人为操作风险。
2.3. 安全措施确保施工现场用电安全是方案实施中至关重要的一环。
以下是一些常见的安全措施：•地线保护：在用电设备和临时配电系统上设置良好的地线保护装置，以防止漏电和触及带压部分。
•过载保护：对主要设备和线路设置过载保护开关，以避免过载损坏设备或引发火灾。
•漏电保护：在配电系统中设置漏电保护开关，及时切断电源以防止漏电引起的触电事故。
•定期检查和维护：定期对临时用电设备和配电系统进行检查和维护，确保其正常运行和安全使用。
2.4. 能源管理为提高能源利用效率和降低施工成本，可以采取以下措施：•节能设备选型：选择具有较高能效等级的设备，如LED照明、节能空调等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
非接触供电系统方案设计目录摘要 (I)Abstract (II)1 实验任务及要求 (1)1.1 实验任务 (1)1.2 实验要求 (1)1.3 实验结果说明 (1)2 非接触供电系统背景 (2)3 无线传输原理 (3)3.1微波无线能量传输 (3)3.2电磁感应式无线传输 (3)3.3 电磁共振式无线能量传输 (4)4 磁耦合谐振式无线能量传输系统 (5)4.1能量传输系统的构成 (5)4.2耦合谐振系统 (5)4.3 能量传输过程及其遵循的准则与方程 (5)5 非接触供电系统方案设计 (7)5.1 高频振荡电路设计 (7)5.1.1 设计方案 (7)5.1.2 晶振电路的工作原理 (9)5.2 功率放大器设计 (9)5.2.1 功率放大器原理 (10)5.2.2 功率放大器分类 (10)5.2.3 设计方案 (11)5.2.4功率放大器电路图 (12)5.3 AC/DC电路方案 (12)5.4 耦合线圈 (14)5.4.1 线圈电感 (14)5.4.2 线圈互感 (14)5.4.3 传输系统的最佳频率范围 (15)5.5电路总图及单元电路 (15)6方案实现与测试 (17)6.1 直流电源 (17)6.2 高频晶振振荡电路 (17)6.3 高频功率放大器 (18)6.4桥式整流电路 (19)6.5实现非接触式供电 (19)6.6 实验结果及说明 (20)六总结与体会 (21)摘要非接触供电是一种能以电气非接触方式，将功率从功率输送机提供到功率接收机的供电系统，其中功率输送组件连接到功率输送机以及功率接收组件连接到功率接收机。
功率输送组件具有用于输送功率的多个输送侧线圈以及用于接通/断开输送侧线圈的操作的多个输送侧开关。
功率接收组件具有用于接收功率的多个接收侧线圈、用于接通/断开接收侧线圈的操作的多个接收侧开关，另外，具有用于执行控制以便操作在实现最高功率输送效率的组合中的输送侧线圈的任何一个和接收侧线圈的任何一个的判定电路。
非接触供电系统是一种通过非机械接触的方式进行电力和信号输送的技术，主要应用于agv、起重机和ems单轨输送系统中。
非接触供电系统的工作原理类似于变压器的初级/次级线圈的变压原理。
在变压器中，初级和次级线圈缠绕在一个封闭的磁铁上，cps系统将初级线圈“延伸”为一个很长的回路，而次级线圈则缠绕在一个开放的磁铁上并且围绕着初级线圈，因此可以允许两个线圈互相之间进行移动，并且通过20khz的高频传输频率，使传输性能达到最优化。
AbstractNon-contact electrical power supply is a non-contact method can, will provide power from the power transmission unit to the power supply system receiver, which is connected to the power transmission power conveyor components and power components connected to the power receiver receives . Power transmission components for the transmission power of a transmission side of the coil as well as for multiple on / off operation of the transmission side of the coil multiple transmission-side switch. Power component has received more than one receiver for receiving the power side of the coil, used for on / off operation of the receiver side of multiple receiver coil side switch, the other has used to perform control operations in order to achieve maximum power transfer efficiency combination of any of the delivery side of the coil and the receiving side of a coil to determine any circuit.Non-contact power supply system is a non-mechanical contact by way of power and signal transmission technology, mainly used agv, cranes and monorail transportation system ems. Non-contact power supply system works similar to the transformer primary / secondary coil of the transformer principle. In the transformer, primary and secondary windings wound on the magnet in a closed, cps primary coil system "extension" for a very long loop, and the secondary coil is wound in an open magnet and around the primary coil, it can allow moving between the two coils to each other, and high-frequency transmission frequency by 20khz, so that transmission to optimize performance.Keywords: non-contact power supply frequency oscillator power amplifier1 实验任务及要求1.1 实验任务在不采用专用器件（芯片）的前提下，设计一个非接触供电系统的电路如下图所示，使其实现对小型电器供电或充电等功能。
其结构如图1所示。
图1 非接触供电系统结构框图1.2 实验要求用仿真软件对电路进行验证，使其满足以下功能：1) 供电部分输入36V 以下的直流电压，具有向多台电器设备非接触供电的 功能。
2) 在输出功率≥1W 的条件下，转换效率≥15%3) 最大输出功率≥5W 。
1.3 实验结果说明实验报告必须包括仿真模型。
D功放 AC/DC 耦合线圈耦合线圈 振荡器 充电电路电源2 非接触供电系统背景非接触式供电系统CPS（Con-tackless Power Support），是指能量通过无线传输，实现从能量源传输到电负载的一个过程。
这个过程不是传统的用有线来完成，而是通过无线传输来实现。
电线充斥在我们的生活当中，错综复杂的连接方式，给我们带来很大的不便。
长距离的输电线路需要大量的空间和金属。
科学家们在寻求一种解决方法，可否利用电磁感应原理，通过非接触式的能量传输以达到供电的目的呢？早在了19世纪30年代迈克尔·法拉第就发现，磁场变化后将在电线周围产生电流，这就为非接触式传输电能提供了理论可能。
1913年，既是航海家又是网球选手的法国人罗兰-加洛斯就提出能否从地面为空中飞行器提供动力。
2007年美国麻省理工学院的研究人员在无线传输电力方面取得了新进展，他们用两米外的一个电源，“隔地”点亮了一盏60瓦的灯泡。
2008年在Intern公司技术峰会上，研究人员声称此项技术可以运用到笔记本电脑上，借此摆脱了电线的束缚。
如果这项技术得以应用，我们的生活将会发生巨大的变化：我们不再需要电线、插座，手机充电比打开蓝牙还要简单，只要你处于一定得区域内，手机就一直可以被充电；同样笔记本电脑也不用担心电池没电了。
甚至，可能没有电网这个概念，我们不需要电线了。
这极大的鼓舞着人们去进行研究无线传输能量的具体方法。
3 无线传输原理根据电能传输原理，可将WPT 技术分为三种：射频或微波WPT、电磁感应式WPT、电磁共振式WPT，下面分别予以介绍。
3.1微波无线能量传输所谓微波WPT，就是以微波(频率在300MHz-300GHz之间的电磁波)为载体在自由空间无线传输电磁能量的技术。
利用微波源将电能转变为微波，由天线发射，经长距离的传播后再由天线接收，最后经微波整流器等重新转换为电能使用。
微波频率传输所具备的“定向、可穿透电离层”等特性，使得该能量传送方式早在20世纪60年代初期就受到人们的关注，并在远程甚至超距能量传输场合有着重要的应用价值。
微波WPT主要用于如微波飞机、卫星太阳能电站等远距输电场合，其中卫星太阳能电站作为人类应对能源危机的有效策略已成为美国、日本等国大力发展的重要航天项目。
目前，限制微波WPT 技术进一步发展的主要技术瓶颈在于高效微波整流器件、大功率微波天线以及大功率微波电磁场的生物安全性和生态环境的影响问题。
然而，由于工作频率高、系统效率较低，微波WPT 并不适合于能量传输距离较短的应用场合。
3.2电磁感应式无线传输电磁感应式WPT是基于电磁感应原理，利用原、副边分离的变压器，在较近距离条件下进行无线电能传输的技术。
目前较成熟的无线供电方式均采用该技术，典型的应用包括新西兰国家地热公园的30kW旅客电动运输车、Splash power 公司的无线充电器等。
可以看出，无论是小功率的消费类电子产品还是大功率EV 无线供电系统，电磁感应式WPT技术都可有效实现无线供电。
然而，电磁感应式WPT仍存在一系列问题：传输距离较短，距离增大时效率急剧下降；传输效率对非接触变压器的原、副边的错位非常敏感等等。
3.3 电磁共振式无线能量传输电磁共振式WPT，是美国MIT Solja i领导的研究小组在2007年提出的突破性技术。
他们使用两个固有谐振频率相等的铜线圈(为方便表述，称其为“变压器”)，在共振激励条件下(即激励频率等于线圈的固有谐振频率)，距离2m处，成功点亮了一个60W的灯泡，其中变压器的效率达到了40%。
压器绕组间错位的敏感度减小，长野日本无线公司给出了原、副边绕组相互垂直的实验图片；此外，利用共振模式对激励频率要求的严格性，可通过合理设置激励频率，向指定电器供电，提高安全性。