本實用新型涉及一種無線電能傳輸裝置，尤其是涉及一種基于磁場耦合的無線電能傳輸裝置。

背景技術(shù)：

目前的電能傳輸裝置大多為有線電能傳輸。但有線電能傳輸裝置存在以下問題：電線過多導(dǎo)致混雜狀況；消耗大量電線，占用過多資源；容易引起火災(zāi)等事故；檢錯困難等。

因此有必要針對有線電能傳輸?shù)膯栴}，研制出一種新型電能傳輸裝置，擺脫有線帶來的困擾，實現(xiàn)非接觸式的新型電能傳輸，減少電線的使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決有線電能傳輸所存在的電線繁雜等問題，提供了一種基于磁場耦合的無線電能傳輸裝置，實現(xiàn)了非接觸式的新型電能傳輸。

本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種無線電能傳輸裝置，包括依次連接的PWM波產(chǎn)生電路、全橋逆變電路、諧振電路、AC-DC轉(zhuǎn)換電路；所述諧振電路包括發(fā)射回路和接收回路；PWM波產(chǎn)生電路驅(qū)動逆變電路，逆變電路在諧振電路的發(fā)射回路激起交變電流，通過磁場耦合在諧振電路的接收回路上產(chǎn)生感應(yīng)交流電，經(jīng)過AC-DC轉(zhuǎn)換電路輸出直流，驅(qū)動負載。

所述PWM波產(chǎn)生電路包括芯片LTC6900、反相器；芯片LTC6900產(chǎn)生精確的占空比為50%，頻率為130kHz的PWM波，產(chǎn)生的PWM波通過反相器，共得到兩路反向的PWM波，一路由LTC6900芯片輸出，另一路由反相器輸出，兩路反向的PWM波驅(qū)動逆變電路。

所述全橋逆變電路包括四個開關(guān)管、四個電阻、一個2200μF的電容C1；

四個開關(guān)管D1,D2,D3,D4的G極與S極之間均連接一個9.1K的電阻；開關(guān)管D1和開關(guān)管D3的D極接15V電源的正極；開關(guān)管D2的D極與開關(guān)管D1的S極連接；開關(guān)管D4的D極與開關(guān)管D3的S極連接；開關(guān)管D2、開關(guān)管D3的S極接地；電源的正極與電容C1的正極相連，電源的負極與電容C1的負極相連。

所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路包括4個二極管1N4001、1個220μF的電容C0；二極管D1的負極與二極管D4的正極連接，然后連接至接收回路一端；二極管D2的負極與二極管D3的正極連接，連接至接收回路的另一端后接地；二極管D1的正極與二極管D2的正極連接，然后連接至電容C0的一端，二極管D4的負極與二極管D3的負極連接，然后連接至電容C0的另一端；負載R0并聯(lián)在電容C0的兩端。

所述發(fā)射回路包括串聯(lián)的發(fā)射線圈和電容，所述接收回路包括串聯(lián)的接收線圈和電容；發(fā)射回路的兩端分別與開關(guān)管D2的D極、開關(guān)管D4的D極連接；接收回路的一端連接在二極管D1的負極與二極管D4的正極之間、另一端連接在二極管D2的負極與二極管D3的正極之間。

所述反相器的型號為74HC04。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型擺脫傳統(tǒng)的電能傳輸方式，實現(xiàn)非接觸式的新型電能傳輸，減少電線的使用，既節(jié)約了銅、橡膠等耗材，又避免了安全隱患。發(fā)射線圈和接收線圈通過磁場耦合，其本質(zhì)均為LC諧振回路。設(shè)計兩回路諧振頻率相同，能夠調(diào)諧至兩線圈共振，此時傳輸效率最高，輸出功率也最高。

附圖說明

圖1是本實用新型的PWM波產(chǎn)生電路圖。

圖2是本實用新型的全橋逆變電路圖。

圖3是本實用新型的發(fā)射電路與接收電路耦合示意圖。

圖4是本實用新型的AC-DC轉(zhuǎn)換電路圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例來對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，本實用新型利用LTC6900芯片產(chǎn)生兩路反向PWM波。除去芯片，電路僅包含一個電阻與一個電容。電阻連接在LTC6900芯片的電源V+腳與set腳之間，電容連接在LTC6900芯片的電源V+腳與接地端GND腳之間。在LTC6900芯片的OUT腳得到所需的PWM波，再通過反相器74HC04輸出，即可得到兩路反向的PWM波，一路由LTC6900芯片輸出，另一路由74HC04輸出。

如圖2所示，本實用新型利用開關(guān)管IRLU310產(chǎn)生交流驅(qū)動信號。開關(guān)管IRLU310導(dǎo)通電阻小，導(dǎo)通時間短，開關(guān)頻率可達1MHz，且是中功耗，可減少系統(tǒng)損耗，從而提高能量傳輸效率。該全橋逆變電路由四個開關(guān)管，四個電阻，及一個2200μF的大電容構(gòu)成；四個開關(guān)管D1,D2,D3,D4的G極與S極之間均通過一個9.1K的電阻相連。開關(guān)管D1和D3的D極接15V電源的正極。開關(guān)管D2的D極與開關(guān)管D1的S極連接。開關(guān)管D4的D極與開關(guān)管D3的S極連接。開關(guān)管D2,D3的S極接地。電源的正極與電容C1的正極相連，電源的負極與電容C1的負極相連。

4個橋臂輪流導(dǎo)通或截止，導(dǎo)通和截止時間均不超過半個周期，在交替導(dǎo)通的過程中發(fā)射回路產(chǎn)生交變電流，實現(xiàn)直流轉(zhuǎn)高頻交流。高頻交流信號在諧振電路的發(fā)射回路激起交變電流。

如圖3所示，本實用新型利用兩線圈（兩個線圈等效為圖中的兩個24uH電感）與兩電容實現(xiàn)磁場耦合。線圈的電感值需與應(yīng)用的電容值相配，實現(xiàn)兩線圈共振，使得輸出功率達到最大。

如圖4所示，本實用新型將接收到的交流信號轉(zhuǎn)至直流信號，經(jīng)過AC-DC電路再與負載相連。該AC-DC電路由4個二極管1N4001及1個220μF電容構(gòu)成。二極管D1的負極與二極管D4的正極連接，然后連接至接收回路；二極管D2的負極與二極管D3的正極連接，連接至接收回路另一端后接地。二極管D1的正極與二極管D2的正極連接，然后連接至電容C0的一端，二極管D4的負極與二極管D3的負極連接，然后連接至電容C0的另一端。本實施例的負載R0為手機充電器。提供15V的直流電源，可以實現(xiàn)手機的無線充電功能。

在使用時，將兩線圈盡量對齊，開啟直流電源，即可實現(xiàn)無線電能傳輸。線圈的對準方式與兩線圈之間的距離會影響電能傳輸?shù)男省?/p>

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍，因此，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。