无线供电系统论文

电子综合设计论文

题目简易无线供电系统

徐小凯

学号 1312270122

班级电科131

时间 2016.10

简易无线供电系统

摘要目前，手机、MP3和笔记本电脑等便携式电子设备进行充电主要采用的是一端连接交流电源。另一端连接便携式电子设备充电电池的传统充电方式。这种方式有很多不利的地方，首先频繁的插拔很容易损坏接头。另外也可能带来触电的危险。因此，非接触式感应充电器在上个世纪末期诞生，凭借其携带方便、成本低、无需布线等优势迅速受到各界关注。因此．实现无线充电，便于携带成为充电系统的研究方向之一。

本文设计了一种简单实用的无线供电系统。通过线圈将电能以无线方式传输给用电设备。只需将用电设备放在供电系统允许的围上即可对其进行供电。实验证明，该系统能做到将多个供电设备同一充电平台上同时充电，免去接线的烦恼．关键词无线供电传能磁场三极管

Abstract：At present, mobile phones, MP3 and laptop computers and other portable electronic devices are mainly used for charging the end connected to AC power. The other end of the portable electronic devices connected to the traditional charging method of rechargeable batteries. This approach has many disadvantages, the first frequent plug is easy to damage the connector. There is also a risk of electric shock. Therefore, the non-contact induction charger was born in the late last century, with its easy to carry, low cost, no wiring and other advantages quickly attracted attention from all walks of life. Therefore. To achieve wireless charging, easy to carry the charging system into one of the research.

This paper designs a simple and practical wireless power supply system. Through the coil to wirelessly transmit electrical energy to the electrical equipment. Simply put the electrical equipment within the power supply system to allow the scope of its power supply. Experiments show that the system can be more than one power supply equipment on the same charging platform at the same time charging, eliminating the wiring troubles.

Key words：Wireless power supply Transmission Magnetic field Transistor

一．系统的方法及辩证。

1）感应式供电技术：该技术主要应用电磁感应定律，其典型的应用就是我们日常生活中常见的变压器。图1表示了变压器的构造。将两个线圈绕制在同一个磁芯上面，线圈通过磁芯进行紧耦合。当初级线圈加上交流电压的时候，交变电流在磁芯中产生变化的磁场，通过次级线圈并在次级线圈两端感应出交流电压。两个线圈在电气上是隔离的，这种其实也属于无线电力传输。只不过必须要维持一个畅通的磁路罢了。后来人们把初级和次级线圈分开一小段距离，使得两个磁芯在物理上也是隔离的。这样变压器结构成了真正的无线供电结构。

2）激光式无线供电技术：激光拥有很强的方向性、能量非常集中,能够传送大量的能量,可以在很好的效率下传送能量[4]。激光无线供电不存在干扰通信卫星的风险———使用微波却存在这种问题[4]。弊端是是物体出现在传输路径上会影响激光与接收装置之间的能量交换,激光极强的方向性同时也意味着其能量只能沿着直线传输，任何隔在激光传输路径上的障碍物都会导致激光传输效率的降低。使用激光可以透过云层,激光能量估计会在传输过程中消耗掉一半[2]。另外，大功率的激光照射在物体上会使物体自身温度迅速上升，极易引起火灾，照射在动物眼睛上则会使眼睛失明。所以激光无线供电一般不适合民用，多用于太空中，卫星之间的能量传输[4]。

3）基于强耦合磁谐振式的供电技术:基于强耦合磁谐振式充电技术是目前民用领域最受欢迎的无线供电技术。该技术以其功率适中，传输距离适中，生态友好，对人体无危害，技术实现较简单等优势迅速占领市场。并且在2010年期间，由无线充电联盟（WPT）联合多家国际知名企业制定了相关的国际标准---Qi标准。

二．无线供电的历史、发展与现状

实际上无线供电的设想早在一百多年前就已经出现。在1890年，尼古拉·特斯拉，这位现代交流电系统的奠基者就开始构想无线供电方法，最后提出了一个非常宏大的方案——把地球作为导体、距离地面约60 km的电离层作为外导体，在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振，再利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力。

到了20世纪20年代中期，日本的H．Yagi和s．Uda论述了无线供电概念的可行性；20世纪30年代美国的学者开始研究不利用导线去点亮电灯的输电方案。随着大功率、高效率真空电子管微波源的研制成功，20世纪60-70年代，Raytheon公司的William C．Brown做了大量的无线供电方面的研究工作，使得这一概念变成实验结果，奠定了现代无线供电的实验基础。他所演示的直流—直流转换效率在54%左右。