一种无线电能传输装置

一种无线电能传输装置

技术领域

本发明专利涉及机电设计技术领域，尤其涉及一种无线电能传输装置。

背景技术

无线电波对信息的传输开创了人类通信的新纪元。而一切无线电技术都基于能源 供给，因此电能的无线传输技术将开辟人类能源的另一个新时代，也将会孕育出众多只出 现在科幻小说中的新事物新应用，其给大众带来的意义与影响也非同凡响。

无线电传输具有以下几点优点：一、由于电波的传输与设备的充电接口无关，所以 如果无线供电技术一旦普及，不仅将使得电子产品不受插座和线缆的束缚，供电与充电都 将更方便，而且可以一举解决各种纷繁杂乱的电源适配器和充电器不兼容问题。二、在解决 了能效转化效率、电磁人体辐射安全的情况下，如果所有的家电都进入无线供电时代，将能 够有效解决家庭布线、家电固定化、居室墙面、景观破坏等问题，为人们的生活提供更多的 美化效果；同时，还将大量节省布线所用的铜、塑料以及人力等资源方面发挥显著作用。三、 无线电可以用于地球上许多缺乏或无法布置输电线的地方，例如沙漠、海岛、偏僻的山村、 待开发的南极大陆和北冰洋等。四、由于电子设备的外壳上可以省去没有金属接点或者电 气连接开口，消除了接触可能产生的电火花问题，避免了电火花可能引起的爆炸；也可以避 免由于经常性的插拔引起的插头顺坏和接触不良等安全隐患。另外，将来，如果空间太阳能 发电实现真正的商业运作化，人类将能从空间太阳能得到巨大的能量获取，从而真正解决 能源问题，也真正实现绿能源，既促进太阳能的开发，又可向地球以及地球以外的用电场 合提供能源，即解决地球能源日益枯竭的问题，又减少地球的污染、造福于子孙后代。这将 是无线电传输发展的另一个前景。

无线电传输具有通用性、美观性、应急性、安全性等特点。从而可看出，无线电传输 装置具有深远的研究意义和广泛的运用空间。

发明专利内容

本发明专利涉及一种无线电能传输装置，本发明主要由发射线圈、接收线圈、桥式整流 电路、电容滤波电路等四部分构成，以MSP430单片机以及IRF3205驱动芯片为核心，发射部 分产生一路高频率电流，经过耦合传至电能接收部分，再经过整流滤波给用电设备供电。

附图说明

图1：系统总体框图。

图2：电能接收线路图。

图3：高频发射源模块程序流程图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明专利涉及一种无线电能传输装置，本发明主要由发射线圈、接收线圈、桥式 整流电路、电容滤波电路等四部分构成，以MSP430单片机以及IRF3205驱动芯片为核心，发 射部分产生一路高频率电流，经过耦合传至电能接收部分，再经过整流滤波给用电设备供 电。

进一步的，本发明采用单片机msp430F149最小系统作为核心控制器。相比于其他 多数单片机，MSP430是以16位RSIC构架，而且MSP430真正的实现了超低功耗，这对于系统的 设计极为重要。本发明采用MSP430产生高频信号用于驱动MOSFET作用，将电能通过线圈传 输，实现电能的无线传输，同时，为了达到要求的电流和电压值，采用PI算法得到BOOST电路 中开关管的占空比，通过MSP430控制产生相应的PWM信号，实现电能的调节。

进一步的，本发明通过对磁耦合谐振式无线电能传输机理的分析，设计驱动发射 线圈硬件电路，搭建磁耦合谐振式无线电能传输实验装置。该装置设计主要包括由开关驱 动电路组成的电能发射部分，以及主要由能量转换电路、控制电路组成的电能接收部分。本 发明将以MSP430单片机以及IRF3205驱动芯片为核心，搭建单管变换电路，从而产生谐振信 号源。在软件上将采用C语言，在高效编程和高效运行下全部用算法实现占空比的调节。还 将在系统配置与上位微机联机调试的软硬件接口，以便达到高效率、快速性等。

进一步的，本发明的总体结构图及线路如图1所示，电能接收线路图如图2所示。

进一步的，本发明的单片机采用MSP430f149。在高频发射源部分，通过MSP430产生 高频信号，通过驱动芯片IR2103控制MOS管开关，从而产生高频逆变信号。此过程中，通过计 算得到谐振频率理论值，并通过实验的方式，不断调整信号的频率，以期实现电能最大效率 传输。在接收部分，在整流滤波后，通过MSP430控制BOOST电路中MOS管的开关，同时通过反 馈电路，将采样结果实时反馈，不断调节PWM占空比，以达到预期的电流电压值。高频发射源 模块程序流程如图3所示。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本 发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利 的保护范围之内。