无线电能传输装置.doc

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1、.2014年重庆市TI杯电子设计大赛设计报告【本科组】无线电能传输装置设计报告2014年8月15日.页脚.目录摘要21、设计任务与要求21.1设计任务（见附录1）21.2设计要求（见附录2）21.3题目分析22、方案比较与论证22.1单元电路方案比较与选择22.1.1前端电路方案选择22.1.2后端电路方案选择22.2整体方案论证23、硬件电路设计23.1系统的总体设计23.1.1设计思想23.1.2设计步骤23.2理论分析与单元电路参数计算23.2.1理论分析23.2.2电路参数计算23.３整体电路原理图（见附录3）23.４整体模块PCB板24、软件系统设计24.1单

2、片机选择24.2程序总体流程图24.3测距模块流程图24．4程序清单（见附录4）25、系统调试25.1电路部分的测试方法25.2测试仪器25.3测试结果（基本要求测试）26、系统电路存在的不足27、附录：2附录1：设计任务2附录2：设计要求2附录3：整体电路原理图2附录4：PCB板2附录5：程序清单2.页脚.F题无线电能传输装置摘要本设计包括发射端电路设计，接收端电路设计，和线圈选择三个部分。发射电路采用自激震荡电路将15V直流电压逆变为高频交流电。接收端部分采用整流和滤波模块将感应交流电处理后输出为直流电压。线圈选用热损耗小的铜质线圈。本设计能达到指标为：(输入电压1

3、5V时)输出电压>8V，LED灯在两线圈距离75cm时可点亮，传输效率为43.3%。关键词：无线电能传输逆变电路整流电路AbstractThisdesignincludedtransmittingmoduledesign,receivingmoduledesign,andcoilselection.Thetransmittingmoduleemployedaself-excitedoscillationcircuittoconvertdirectcurrent(15V)intohighfrequencyalternatingcurrent(AC).Thereceivin

4、gmoduleemployedacertificatingcircuitandafilteringcircuittoconvertACintoDCoutput.Thecoilwithsmallthermalenergylosswasselected.Thedesignedcircuitcanachieve:outputvoltage>8V(inputvoltage15V),LEDwaslightenedupwhenthecoilswere75cmapart,andthetransmittingefficiencywas43.3%.Keywords:wirelesstra

5、nsmissionofelectricitypower,self-excitedoscillationcircuit,certificatingcircuit.页脚.1、设计任务与要求1.1设计任务（见附录1）1.2设计要求（见附录2）1.3题目分析无线电能传输装置指的是电能从电源到负载的一种没有经过电气直接接触的能量传输方式，目前常用的方法为磁场耦合式无线电能传输。根据题目要求可知输入电压为15V直流电压，输出为8V直流电压，所以设计重点为将直流逆变为交流的驱动电路和将交流整流为直流的整流电路。由于无线电能传输所需的正弦波频率在兆赫兹级，所以需要频率产生芯片。调试时主

6、要是通过调整线圈的匝数调节传输效率。2、方案比较与论证2.1单元电路方案比较与选择2.1.1前端电路方案选择题目要求输入为15V直流电压,磁耦合谐振需要给线圈输入高频交流电,驱动电路就是将15V直流电压转换为高频交流电。方案一：高频逆变电路，使用IR2110驱动逆变电路。IR2110为美国IR公司生产的中小频率变换装置中常用的驱动装置，内部集成逻辑输入，电平平移及输出保护等电路。使用时外围电路简单，对硬件要求低，但是在逆变过程中需要对其电容进行匹配。由于电容型号有限很难匹配出合适的电容值。方案二：高频震荡。高频振荡产生的频率远远高于三极管的频率，而且高频振荡产生的频率范

7、围广，满足无线电能传输所需的频率。另外，高频自激震荡电路简单，容易进行电路检测。方案选择：根据电路的简单化和可实现性，第二种方案电路更加简单。而且第一种方案对驱动芯片的频率要求较高，而IR2110驱动芯片的频率无法达到无线电能传输的要求，第二种方案通过电路的自激震荡就可以产生较高的频率足以满足无线传输的要求。考虑以上几个因素，选择方案二。.页脚.2.1.2后端电路方案选择经过线圈感应后产生交流电，但题目要求输出直流电流，因此需要对产生的交流电进行整流处理从而使交流变成直流。方案一：只加滤波电路。滤波电路只能滤去一定频率的波形，但是最终的不