毕业答辩小功率无线电能传输装置的设计课件

小功率无线电能传输装置的设计毕设要求西南科技大学信息工程学院MIT无线充电系统基于磁耦合谐振式的无线电能传输装置系统能够实现的功能：给USB小夜灯台灯供电给手机、移动电源充电答辩流程西南科技大学信息工程学院MIT无线充电系统一、课题背景及意义二、理论分析及计算三、系统设计过程四、实物测试及展示五、结论与展望

一、课题背景意义西南科技大学信息工程学院新型无线电能传输设备主要运用电磁谐振耦合原理来实现电磁能量的更加高效可靠的传输，改善了传统电能传输中电源线连接问题，对于现实生活具有重要意义。无线电能传输装置的意义在于它具备通用性、便携性、安全性，它可以用于充电应急，为供电大量地节省线材，大幅减少接触式设备在塑料、橡胶等不易降解的材料上的使用，同时也减少了铜、锡等重金属上的使用，这样一来为我们构建资源节约型、环境友好型的可持续发展社会作出一份突出贡献。东京大学无线传能实验高通Halo无线充电技术

一、课题背景意义西南科技大学信息工程学院MIT无线充电系统无线充电蓝牙鼠标无线充电移动电源MIT无线充电系统二、理论分析及计算4.电磁感应定律西南科技大学信息工程学院5.电磁谐振原理1.变压器理论2.线圈参数3.逆变原理二、理论分析及计算1.变压器西南科技大学信息工程学院理想变压器的左右端口的电压电流关系为：其中，n为变比，·表示二端口的同名端。理想变压器有两个基本性质：理想变压器本身既不消耗能量，也不存储能量。当理想变压器次级端介入负载时，初级的输入电阻为。二、理论分析及计算2.线圈参数西南科技大学信息工程学院线圈电感计算：N为线圈匝数；µ0为真空磁导率；r为线圈半径；a为线圈导线半径。谐振频率计算：三、系统整体设计西南科技大学信息工程学院硬件：降压稳压模块、驱动电路、收发线圈、AC-DC转换及MSP430单片机和外围硬件电路。软件：SPWM产生程序、按键调节频率子程序、LCD1602液晶显示子程序。3.1硬件设计1.多输出稳压电路及PCB西南科技大学信息工程学院3.1硬件设计2.逆变电路及PCB

西南科技大学信息工程学院3.1硬件设计3.单片机及外围电路整图西南科技大学信息工程学院3.1硬件设计4.接收电路西南科技大学信息工程学院西南科技大学信息工程学院主程序：产生占空比可调，频率可调的PWM，用于功率驱动电路的控制信号按键程序：设置按键功能，实现频率+1、-1KHz可调，用于实现单片机产生的控制信号的频率与收发线圈电路的谐振频率进行匹配的过程中，对PWM的频率的粗调和微调LCD1602液晶显示程序：实时显示当前PWM的频率，便于观察到传输效果最佳状态下的PWM频率程序功能说明3.2软件设计初始化设置初始频率按键指示检测按键PWM频率进行±1KHzLCD1602显示1.主程序流程图西南科技大学信息工程学院3.2软件设计2.按键流程图西南科技大学信息工程学院3.2软件设计3.液晶显示流程图西南科技大学信息工程学院3.3设计过程中遇到的问题及解决方案问题1：

电路容易散热不良，导致MOS驱动器、MOS管以及整流桥芯片易被烧毁每个MOS管及稳压芯片后增加散热片，增大与空气接触的面积，加速散热。由于所用的MOS驱动器为贴片封装，不方便增加散热装置，故需改善前级电路，可能由于前级电路不稳定，导致芯片部分引脚输入的峰值电流过大，从而烧毁器件。更换其他性能效果更加的MOS驱动器，或者更换其他驱动电路方案，驱动全桥逆变电路。西南科技大学信息工程学院3.3设计过程中遇到的问题及解决方案问题2：频率分叉现象制线圈时，尽量保证收发线圈一致。尽量两线圈直径大小，疏密程度及线圈匝数一致，电感值一致，品质因数一致。尽量使用电容值大小适中的电容，比如几十到两百nF级别的电容。因为电容过大，会导致谐振频率过低，电磁能量传输能力不强；电容过小，又会导致收发电路LC振荡的谐振频率点不一致，无法与前级PWM频率有效配合，产生谐振，导致谐振频率点产生分离。西南科技大学信息工程学院四、实物测试及展示1.实物图片西南科技大学信息工程学院四、实物测试及展示1.

实物图片西南科技大学信息工程学院四、实物测试及展示1.

实物图片西南科技大学信息工程学院四、实物测试及展示2.

实测数据名称电感（µH）品质因数Q发射线圈5623.2接收线圈5719.8名称频率（KHz）PWM66发射端谐振回路64.1接收端谐振回路63.6西南科技大学信息工程学院四、实物测试及展示2.

实测数据终端负载能够供电的最远距离单位：cm小米手机25两个1W小灯珠30移动电源20端电压（V）流过电流（A）功率（W）传输效率η发射端150.355.2513.30%接收端5.80.120.696西南科技大学信息工程学院四、实物测试及展示3.

实物视频演示五、总结与展望西南科技大学信息工程学院总结：本设计进行了多种负载的供电效果的研究及对比；本设计进行了多稳压输入的模块的设计制作；本设计充分考虑散热，系统规整不零散；不足与展望：本装置的传输频率并不是很高，传输距离也不是很远，传输效率也不是很高，未来