发布时间 : 星期日 文章1262510134朱成成 - 图文更新完毕开始阅读77e05e59f111f18583d05ac2
将电波的交流波形变换成直流后加以利用，但不使用放大电路等。同以前相比，这种技术的效率得到提高，并正在推动厂商将其投入实际应用。
第三类是利用电磁场的谐振方法。谐振技术在电子领域应用广泛，但是，在供电技术中应用的不是电磁波或者电流，而只是利用电场或者磁场。2006 年11月，美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组全球首次宣布了将电场或者磁场应用于供电技术的可能性。
1.1.2 国内外发展现状及分析
上世纪90年代，麻省理工学院首先制作出了第一个无线电能传输装置，该装置距离2米勉强能点亮60瓦的灯泡，2008年12月7日，无线充电联盟成立，标志着无线电能传输进入一个实质性的应用环节。在我国国内，海尔率先推出了“无尾电视”，利用了无线电能传输技术。在笔记本电脑领域，戴尔LATITUDE Z系列电脑第一个利用了无线充电技术。之后，我国深圳高倚盛生产出了无线充电的手机，雪铁龙研发出了无线电能传输充电的汽车等等，领域之多，范围之广，是超出人们的预期的
1.2 任务要求内容
（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。
（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 1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。 （3）其他自主发挥
2.系统设计
2.1 系统总体设计
本次设计是运用特斯拉线圈，利用谐振原理，耦合原理，设计一个简单的无线电能传输装置，尽可能利用单片机产生方波，调整电路，使之达到最优化，效果最好。
2.1.1 系统结构定义
系统结构图
该装置包括两大部分，发射部分和接收部分。在发射部分中，又分为信号发生电路模块，驱动电路模块，发射线圈，有必要的还需要功放模块。 接收部分分为接收线圈，整流滤波电路模块，负载。发射模块中信号发生电路产生占空比可调的方波，经驱动电路提高其驱动能力后，再通过发射线圈把能量发射出去。
2.2 无线电能传输装置的设计与分析
2.2.1 电路驱动模块
驱动电路原理图
如果仅仅以信号发生电路输出的方波驱动后面电路会由于驱动能力不足使场管不导通，所以需要加一级驱动电路。
本系统采用专用高低端驱动芯片IR2110构成后级功放驱动电路。如上图所示。 IR2110的结构特点
R2110采用HVIC和闩锁抗干扰CMOS工艺制造，DIP14脚封装。该器件具有独立的低端和高端输入通道。其悬浮电源采用自举电路，高端工作电压可达500 V，dV／dt=±50 Wns，15 V下的静态功耗仅116 mW。IR2110的输出端f脚3，即功率器件的栅极驱动电压)电压范围为10～20 V，逻辑电源电压范围(脚9)为5～15 V，可方便地与TTL、CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率地之间允许有±5 V的偏移量。
此外，该器件的工作频率可达500 kHz，而且开通、关断延迟小(分别为120 ns和94 ns)，图腾柱输出峰值电流为 2 A。
IR2110的内部功能框图如图1所示。
由图可见，它由逻辑输入、电平平移及输出保护三个部分组成。IR2110可以为装置的设计带来许多方便，尤其是高端悬浮自举电源的成功设计，可以大大减少驱动电源的数目。
自举元器件的选择
图2所示是基于IR2110的半桥驱动电路。其中的自举二极管VD1和电容C1是IR2110在大功率脉宽调制放大器应用时需要严格挑的元器件，应根据一定的规则进行计算分析。在电路实验时，还要进行一些调整， 以使电路工作在最佳状态。
自举电容的设计