一種中功率磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電能傳輸裝置，具體涉及一種中功率磁耦合諧振式無線電能傳輸
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]當前，隨著社會的發(fā)展，無線傳輸能量的應用場合日益增多，如在便攜類設(shè)備、家用電器的應用:目前越來越多的便攜類設(shè)備(包括筆記本、電動牙刷、手機等)、家用電器(包括電腦、電視、照明燈、吸塵器等)在商業(yè)和家庭中發(fā)揮重要作用，智能化、便攜化已經(jīng)成為該類設(shè)備的發(fā)展趨勢。但是由于采用電線連接進行供電，紛繁復雜的排線、插座不僅破壞了現(xiàn)代社會的美感，而且?guī)砹烁嗟幕馂臋C會和使用上的諸多不便；又如在生物醫(yī)學工程領(lǐng)域的應用:體內(nèi)植入電子器件是一種埋置在生物體或人體內(nèi)的電子設(shè)備，用來檢測、模擬生命的電化學過程，進而測量生命體內(nèi)的生理變化、生化參數(shù)的長期變化，以達到相應的診斷、矯正、治療和康復等醫(yī)學目的，多數(shù)體內(nèi)植入電子器件所需功率很微小，對電能傳輸效率要求不高，但是一旦植入體內(nèi)不便于更換電池和直接有線充電，因而基本依賴于無線電能傳輸；再如物聯(lián)網(wǎng)中的應用:目前“物聯(lián)網(wǎng)”的供電方式(電池供電)上卻存在更換電池不方便的缺陷。面對數(shù)以萬億的設(shè)備無縫連接和分布式、移動性、普適性、可靠性需求，無線電能傳輸必將成為物聯(lián)網(wǎng)各項功能實現(xiàn)所必須的穩(wěn)定便捷電能供應方式的首選得到更加廣泛的應用。因而，研制一種以無線方式實現(xiàn)低功率電能自由、有序、按需、便捷的供給的裝置，顯得十分必要。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是:針對現(xiàn)實需求，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、積體小易于攜帶、使用可靠的中功率磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:本實用新型的中功率磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置，其結(jié)構(gòu)特點是:包括信號發(fā)生模塊和阻抗匹配與功放輸出模塊；
[0005]上述的信號發(fā)生模塊包括開關(guān)S1、開關(guān)S2、電阻R8、電阻R9、可變電阻R10、電阻R12、電阻R13、可變電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電容C12、電容C13、電解電容C14、電解電容C15、電容C16、電容C17、電解電容C18、電解電容C19、集成芯片Ul和運算放大器ARl ;上述的集成芯片Ul為MAX038型號的集成芯片，其具有I至20號腳；運算放大器ARl為0PA604型號的運算放大器，其具有I至8號腳；
[0006]集成芯片Ul的4號腳通過開關(guān)SI外接+5V電源；集成芯片Ul的3號腳通過開關(guān)S2外接+5V電源；電阻R8的一端與電容C12的一端共同接地；電阻R8的另一端、電容C12的另一端以及集成芯片Ul的8號腳共線；可變電阻RlO的一個固定端與電阻R9的一端電連接；可變電阻RlO的另一個固定端與集成芯片Ul的10號腳電連接；電阻R9的另一端與集成芯片Ul的5號腳電連接；電容C13的一端與集成芯片Ul的I號腳電連接；電容C13的另一端以及集成芯片Ul的2號腳、6號腳、9號腳、11號腳、12號腳、13號腳、18號腳接地；集成芯片Ul的17號腳與電解電容C15的正極具有公共接點，該公共接點外接+5V電源；集成芯片Ul的20號腳與電解電容C14的正極具有公共接點，該公共接點外接+5V電源；電解電容C14的負極和電解電容C15的負極均接地；集成芯片Ul的19號腳與電阻R12的一端電連接；電阻R12的另一端、可變電阻R14的一個固定端、電阻R16的一端、電容C17的一端以及運算放大器ARl的2號腳共線；電阻R16的另一端以及運算放大器ARl的3號腳均接地；可變電阻R14的另一個固定端、電容C17的另一端、電阻R15的一端以及運算放大器ARl的6號腳共線；運算放大器ARl的7號腳與電阻R13的一端具有公共接點，該公共接點外接+5V電源；電阻R13的另一端串接電容C16后接地；運算放大器ARl的4號腳、電容C18的一端以及電解電容C19的正極共線；電容C18的另一端、電解電容C19的負極以及電阻R17的一端共同接地；電阻R17的另一端外接-5V電源；電阻R15的另一端與電容C20的一端具有公共接點，該公共接點為信號發(fā)生模塊的信號輸出端；電容C20的另一端接地；
[0007]上述的阻抗匹配與功放輸出模塊包括可變電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容C10、電容C11、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、可變電阻R18、變壓器Tl、變壓器T2、變壓器T3、電感L1、電感L2、電感L3、電感L4、場效應管Ql和場效應管Q2 ；
[0008]可變電容Cl的一端與變壓器Tl的一次側(cè)正極具有公共接點，該公共接點為阻抗匹配與功放輸出模塊的信號輸入端，其與信號發(fā)生模塊的信號輸出端電連接；可變電容Cl的另一端與變壓器Tl的一次側(cè)負極均接地；變壓器Tl的二次側(cè)正極、電容C2的一端以及電感LI的一端共線；變壓器Tl的二次側(cè)負極、電容C2的另一端以及電感L5的一端共線；電感LI的另一端、電阻Rl的一端以及場效應管Ql的柵極共線；電阻Rl的另一端與電感L3的一端電連接；電感L3的另一端、電感L4的一端以及電阻R4的一端共線；電感L4的另一端與電阻R2的一端電連接；電阻R2的另一端、電感L5的另一端以及場效應管Q2的柵極共線；電阻R4的另一端、電阻R3的一端、電容C7的一端以及可變電阻R18的滑動端共線；電阻R3的另一端、電容C7的另一端以及可變電阻R18的一個固定端均接地；場效應管Ql的源極和場效應管Q2的漏極共同接地；場效應管Ql的漏極、變壓器T2 —次側(cè)的一個接線端以及電容C3的一端共線；變壓器T2 —次側(cè)的另一個接線端、電容C4的一端以及電阻R6的一端共線；電容C4的另一端接地；變壓器T2 二次側(cè)的一個接線端、電容C5的一端以及電阻R7的一端共線；變壓器T2 二次側(cè)的另一個接線端、場效應管Ql的源極以及電容ClO的一端共線；電容C3的另一端、電容C6的一端以及變壓器T3—次側(cè)的一個接線端共線；變壓器T3 —次側(cè)的另一個接線端、電容ClO的另一端、電容C6的另一端共線；變壓器T3 二次側(cè)的一個接線端與電感L2的一端電連接；電感L2的另一端為阻抗匹配與功放輸出模塊的輸出端；變壓器T3 二次側(cè)的另一個接線端接地；可變電阻R18的另一個固定端與電阻R5的一端電連接；電阻R5的另一端、電阻R6的另一端、電阻R7的另一端、電容C8的一端、電容C9的一端以及電容Cll的一端具有公共接點，該公共接點外接+50V電源；電容C8的另一端、電容C9的另一端以及電容Cll的另一端均接地。
[0009]本實用新型具有積極的效果:本實用新型的中功率磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、積體小易于攜帶、使用可靠，能夠有效滿足相關(guān)需要無線傳輸電能的應用場合的使用需要。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的信號發(fā)生模塊的電原理圖；
[0011]圖2為本實用新型的阻抗匹配與功放輸出模塊的電原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0013](實施例1)
[0014]本實施例的中功率磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置，主要由信號發(fā)生模塊和阻抗匹配與功放輸出模塊組成。
[0015]見圖1，信號發(fā)生模塊主要由開關(guān)S1、開關(guān)S2、電阻R8、電阻R9、可變電阻R10、電阻R12、電阻R13、可變電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電容C12、電容C13、電解電容C14、電解電容C15、電容C16、電容C17、電解電容C18、電解電容C19、集成芯片Ul和運算放大器ARl組成。本實施例中，集成芯片Ul優(yōu)選采用型號為MAX038的集成芯片，其為精密高頻波形產(chǎn)生器，其具有I至20號腳；運算放大器ARl優(yōu)選采用型號為0PA604的運算放大器，其具有I至8號腳。
[0016]集成芯片Ul的4號腳通過開關(guān)SI外接+5V電源；集成芯片Ul的3號腳通過開關(guān)S2外接+5V電源；電阻R8的一端與電容C12的一端共同接地；電阻R8的另一端、電容C12的另一端以及集成芯片Ul的8號腳共線；可變電阻RlO的一個固定端與電阻R9的一端電連接；可變電阻RlO的另一個固定端與集成芯片Ul的10號腳電連接；電阻R9的另一端與集成芯片Ul的5號腳電連接；電容C13的一端與集成芯片Ul的I號腳電連接；電容C13的另一端以及集成芯片Ul的2號腳、6號腳、9號腳、11號腳、12號腳、13號腳、18號腳接地；集成芯片Ul的17號腳與電解電容C15的正極具有公共接點，該公共接點外接+5V電源；集成芯片Ul的20號腳與電解電容C14的正極具有公共接點，該公共接點外接+5V電源；電解電容C14的負極和電解電容C15的負極均接地；集成芯片Ul的19號腳(輸出端)與電阻R12的一端電連接；電阻R12的另一端、可變電阻R14的一個固定端、電阻R16的一端、電容C17的一端以及運算放大器ARl的2號腳共線；電阻R16的另一端以及運算放大器ARl的3號腳均接地；可變電阻R14的另一個固定端、電容C17的另一端、電阻R15的一端以及運算放大器ARl的6號腳共線；運算放大器ARl的7號腳與電阻R13的一端具有公共接點，該公共接點外接+5V電源；電阻R13的另一端串接電容C16后接地；運算放大器ARl的4號腳、電容C18的一端以及電解電容C19的正極共線；電容C18的另一端、電解電容C19的負極以及電阻R17的一端共同接地；電阻R17的另一端外接-5V電源；電阻R15的另一端與電容C20的一端具有公共接點，該公共接點為信號發(fā)生模塊的信號輸出端；電容C20的另一端接地。
[0017]見圖2