本人签名： 日期： 目前，在电能传输方面，业内始终沿用传统有线传输，随着电子设备越来越普及和使用，日常中充电续航的问题备受关注。为了实现使电能传输途径现代化、便捷化，解决传统供电电路设计中存在的高成本，使用不便的问题，本文对无线电能传输装置的设计和制作进行了初探。 本课题基于磁耦合谐振原理，对传统的输电结构进行无线式设计，并给出切实可行的方案。该方案中对输入直流信号进行升压，经全桥逆变转换为高频正弦交流信号，再通过无线耦合线圈实现电到磁再到电的信号转换，从而实现电能的无线传导，最后经过整流滤波以供负载使用。以此完成电路设计并验证多种思路得出最优方案使其可靠性高，性能稳定。
Key words: wireless transmission ,electrical power transmission ,magnetic coupling, fullbridge conver目 录
摘要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第一章绪论 1
1.1课题的背景与意义 1
1.2课题研究内容 3
第二章 方案设计 4
2.1设计任务 4
2.2设计原理 4
2.3方案设计 6
2.3.1系统结构设计 7
2.3.2方案设计的比较与选择 7
2.3方案提高效率方法 11
第三章 单元模块实现 12
3.1Boost升压电路 12
3.1.1Boost升压电路的理论设计与分析 13
3.1.2Boost升压电路设计 14
3.2全桥驱动电路的设计 15
3.3全桥逆变电路的设计 17
3.4收发线圈模块设计 18
3.5整流滤波模块的设计 19
3.6LED驱动模块的设计 19
第四章系统测试 21
4.1测试仪器 21
4.2测试条件和测试数据与分析 21
第五章总结 23
5.1设计总结与收获 23

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5.2设计展望 24
致谢 26
参考文献 27
附录1：相关电路图 29
第一章绪论
1.1课题的背景与意义
无线电能传输技术（WPT），又名无接触能量传输（Contactless Power Transmiaaion,CPT）技术，顾名思义，即以非接触的无线方式实现电源与用电设备之间的能量传输[1]。早在1890年，由著名电气工程师（物理学家）怒古拉特斯拉（Nikola Tesla）提出。
无线电力传输并不是一个新概念，它的发展有着悠久的历史。在1831年，法拉第发现变化在周围磁场将产生电流。随后在1890年，尼古拉斯贝尼特斯取得了无线电力传输的原始概念。 60年代初，布朗（WCBrown）美国雷神公司（Raytheon公司）做了很多的无线电力传输研究工作，从而奠定了无线电力传输的基础是从理论无线电力传输变为现实的重要一步，这一概念从理论阶段终于成为现实。在无线电力传输方面取得了新的进展是索尔加券马林（Marin的Soljacic）等人在麻省理工学院，他们客场以电源设计在2007年，“隔空”在2米外点亮一个60W的灯泡[2]，在产生的时间了极大的轰动。 2008年12月17日无线充电联盟（无线电源联盟）成立，并于2010年8月31日北京的无线充电技术正式引入无线充电联盟。
当然，不仅在实验设计发展，近年来，很多公司已生产许多多加无线充电设备，如移动电话，MP3，手提电脑，电动车的无线传输的类的所有部分。例如，2009年，TI和FultoneCoupled技术合作开发功率芯片，用于控制非接触充电; 2010年1月，在美国CES展会上，海尔推出了“无尾电视”，在家电的介质中的无线电力传输功能实现。
无线能量传输有很多实现方式，总体可分为三种，即电磁感应式、电磁共振式、辐射式。而在辐射式中有四个分支，分别为无线电波式、微波方式、激光方式、超声波方式。
社会发展速度越来越快，这就要求更多便捷、实用的产品为社会发展服务。从无线通信技术，到能量之间无线技术的不断成熟，无线电能传输也应时代的要求产生。越来越多的问题亟待这一技术来解决，例如：生活中日益增多的插座和电线困扰着很多人；一些植入人体内的医用电能装置如何解决持续长期供电问题；信息传输节点众多如何解决电池供电问题等。随着低碳时代的到来，轨道交通运输将主导未来运输发展的趋势。而在目前采用轨道交通运输供电也成为研发热点之一。除此之外，还有军事运用的特种设备，无线传感运用，空间电力输送等极好的前景。
无线电力传输拥有着显存很多技术不具有的优点，一旦能够普及这一技术，必将改变整个人类的生活方式。首先，考虑到无线电力传输具有的通用性，众所周知，无论你使用何种设备，需要充电续航的时候，都需要直接电源输入和相应的接口，这一技术的相对普及，就可以不需要电线不需要充电器不需要用相应品牌和尺寸的接口，就能进行设备充电。这一项就能为一些市场出差的人士带来无限的便利。其次，我们可以看到其便携性，如果一个充电设备同时能为个人的手机、笔记本电脑、MP3等各种设备充电，那么一个只有鼠标垫大小的充电器就能解决个人所有设备的充电问题，同时如果出门在外也将不必要携带很多的电源设备，只需一个小小的设备就能保证所有设备的续航。同时一旦普及的话，家用电器也会逐渐进入无线时代，家庭装修布线固定化，由于线路带来的家庭布置固定化的问题就可以得到解决。不仅方便，而且可以做到美观性也达到很大的提升，打开包不需要整理杂乱的充电线，一个充电平板就足够了。我们还可以看到第三个方面，安全性，很多报道关于充电器问题短路引起的触电事件或者是引发了火灾，而且诸多需要严密防水的设备很多因为电源关系或者接口关系无法做到很严密的防水，如果无线电能的普及，很多医用设备就能进行室外操作，造福于患者；手机等相关设备就可以制造成如手表般通用防水，不用在担心手机掉水里的问题。还有就是这一技术潜在的开发价值，现在很多人都提倡使用绿色能量，太阳能逐步普及在各个行业而配合这一技术，可以想象很多人工无法进行架线输送电能的地方配合无线技术可以便携式地进行考察将会方便很多，现在很多大过都尝试使用这一技术解决常规条件下无法解决的问题，在加拿大，就有开始尝试使用辐射式供电驱动的无人飞机作为电视转播台，既节省了人力物力，也更加地方便快捷。
总的来说，无线电能传输技术现在还处于初级发展阶段，目前也取得了一些成果，它的发展正在逐渐改变着我们的生活，而它的发展对于未来的诸项发展有着深远的意义，可以说这是一项未来足以改变人类生活方式和生产方式的技术。
1.2课题研究内容
很多人出门在外都会担忧手机、笔记本电脑没电的情况，而无线充电技术的发展可以完美地解决这个问题。可以在公共场合策划安装相应的无线充电平台，手机等室外设备只需要放在平面上就能续航充电；在一些公共场所，例如咖啡厅等地，诸多会面都选择在这些地方，便携式电脑时常需要需要续航，这时候只需要有相应装置，就不必苦恼。可以想象诸多年后，我们的生活抛却了去哪儿都得带上充电器和移动电源的日子。
本课题旨在诸多方式中寻找并设计出完整的室内小功率无线电能传输装置。能实现电能在收发端传输并能使负载正常工作。综合信号接收的直流15V电源的信号端考虑，主要有发射端升压，逆变发射，耦合效应，整流，直流驱动，负载等部分组成，实现一个从有线到无线功能不变的转换。

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