无线电能传输装置的硬件设计论文

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1、无线电能传输装置的硬件设计毕业论文目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1课题研究背景及意义11.2无线电能传输方式21.2.1电磁感应式21.2.2磁耦合谐振式31.2.3电磁波辐射式31.3无线电能传输国内外研究现状4第2章磁耦合谐振式无线电能传输原理62.1传输原理62.2磁耦合62.3电磁感应定律72.4谐振频率7第3章磁耦合谐振式无线电能传输装置的硬件设计83.1传输装置方案整体设计83.1.1整体方案设计83.1.2发射模块83.1.3整流接收模块103.2传输装置的硬件线路设计103.2.1线圈设计113.2.2驱动电路

2、设计113.2.3整流接收电路设计123.2.4辅助电源电路设计133.2.5单片机控制回路设计143.3本章小结15第4章磁耦合谐振式无线电能传输装置优化改进164.1研究实验总体介绍164.2传输距离特性实验18I4.2.1线圈匝数对传输距离的影响184.2.2线圈直径对传输距离的影响194.2.3线圈线径对传输距离的影响214.2.4电容参数对传输距离的影响234.3传输效率特性实验244.3.1线圈匝数对传输效率的影响254.3.2电容参数对传输效率的影响264.3.3线圈直径对传输效率的影响274.3.4线圈线径对传输效率的影响28

3、4.4本章小结28第5章结论与展望305.1结论305.2展望30参考文献32致谢34II第1章绪论1.1课题研究背景及意义人类社会自第二次工业革命以来，便进入了电气化时代。大至遍布世界各地的高压线、电网，小至各种各样的家用电气设备，传统的电能传输主要通过金属导线点对点，属于直接接触传输。这种传输方式使用电缆线作为媒介，在电能传输的过程中将不可避免的产生一些问题。例如尖端放电、线路老化等因素导致的电火花，不仅会使线路损耗增大，还会大大降低供电的可靠性和安全性[1]，且会缩短设备的寿命。在油田、钻采矿井等场合，用传统的输电方式容易由于摩擦而产生

4、微小电火花，严重时甚至引起爆炸，造成重大的事故。在水下，导线直接接触供电还有电击的危险[2-4]。这一系列的问题都在呼唤着一种摆脱金属电缆的电能传输方式，即无线电能传输。无线电能传输（WPT）是一种有效的新型电能传输方法，通过无线电能传输，不需要使用电缆或其他实物就能进行电能的传输，电能可以通过短距离耦合，中等范围的谐振感应和电磁波感应传输，在很难使用传统电缆的地方也可以实现电能传输[5]。实现无线电能传输，将使人类在电能方面的应用更加宽广和灵活。电能的无线传输技术将开辟人类能源的另一个新时代,给大众带来非同凡响的意义和影响。下面将阐述无线电

5、能传输的各种优点：方便性：现在的电子数码产品发展迅速，相信每个人出门都会带上一堆数码产品，MP3、MP4、相机、手机等等。但是问题也来了，每个数码设备都要配备一个充电器和数据线，不仅携带不方便，而且乱糟糟的线容易弄乱，还会影响旅行的心情。如果有了无线电能传输，出门时只需携带一个充电座垫作为电能接收装置，就可以对不同设备进行充电，因为当无线电能传输技术普及了之后，无论哪里都会有无线电能的发射端口。这样是不是方便很多呢？通用性：现在的电子产品充电供电由于存在不同品牌、不同接口充电器不兼容的问题，需要携带各种杂乱的电源适配器和数据线。无线供电技术一

6、旦普及,这个问题就能得到很好的解决。消费者只需携带一个小小的充电器垫，甚至酒店、餐馆等地已为客人准备好充电器垫，将可一举解决令人头疼的充电器不兼容问题。美观性：如今，无论在哪里，一团团或者一条条的电线随处可见，本来精致34的墙纸配上一部高档的液晶电视是再美不过了，但因为几条电缆就破坏了整体的美观。还有摆设整齐的桌上碍眼的几根数据线，幽美的公园里出现的输电线缆，都大大破坏了事物的美感。若无线电能技术的到发展和普及，这样的情况就会大大减少，我们的周围会增添不少美丽。应急性：在沙漠、海岛、北冰洋和偏僻的山村等缺乏或无法连接输电线的地方，无线供电也能

7、发挥巨大作用。另外，还可解决传统供电中的一些特殊问题，例如，美国的研究者曾设想在高速公路的沿线设立各种微波发射台,为沿途的汽车提供不断的能源供应，加拿大等国也开始尝试用电磁辐射式无线供电的无人机作为电视转播台。因此，在将来，无线供电还可成为一种特殊、紧急的供电方法。安全性：相信每个人都有这样的经历，插拔插头时冒出电弧，这样是十分不安全的，还会引起充电头的老化和损坏。无线供电就可已避免经常性的插拔插头引起的插头损坏、接触不良等安全问题；电子设备的外壳上可省去金属接点和电气开口,可消除接触可能产生的电火花,从而避免电火花可能引发的爆炸；同时电子产

8、品的防水性及密封性将进一步增强。着在医疗仪器方面也将带来益处，因为电池供电的医疗设备的防水性能将得到提高,且更易于消毒.1.2无线电能传输方式根据传输原理的不同，无