一種基于zvs諧振磁耦合式無(wú)線輸電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種基于ZVS諧振磁耦合式無(wú)線輸電裝置，屬于無(wú)線輸電技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，人們已經(jīng)進(jìn)入電氣時(shí)代，其中電網(wǎng)，高壓線，各種家用電氣設(shè)備，電能的傳輸 主要通過(guò)金屬導(dǎo)線的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接接觸傳輸。由于存在摩擦、老化等問(wèn)題，電能傳輸過(guò)程中很 容易產(chǎn)生火花，從而影響到用電設(shè)備的壽命和用電安全。傳統(tǒng)的有線電力傳輸方式不能滿 足所有場(chǎng)合的需要，如礦井、水中等特殊場(chǎng)合。隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種電子設(shè)備得 到了廣泛的使用，但是太多的電線和插座給人們的生活帶來(lái)不便。所以，一種脫離金屬導(dǎo)線 的電能傳輸方式，即無(wú)線電能傳輸，被人們所設(shè)計(jì)應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸將使人類應(yīng)用電 能更加寬廣、更加靈活。
[0003] 無(wú)線電能傳輸，指的是電能從電源到負(fù)載的一種沒(méi)有經(jīng)過(guò)電氣直接接觸的能量傳 輸方式。早在1893年的哥倫比亞世博會(huì)上，美國(guó)科學(xué)家NikolaTesla展示了他的無(wú)線磷 光照明燈。NikolaTesla利用無(wú)線電能傳輸原理，在沒(méi)有任何導(dǎo)線連接的情況下點(diǎn)亮了燈 泡。1968年，美國(guó)航空工程師PeterGlaser提出了建立空間太陽(yáng)能電站的概念，利用在外 太空的衛(wèi)星，收集太陽(yáng)能并傳輸?shù)降厍虮砻嫔蟻?lái)。隨后，美國(guó)和日本等主要發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開(kāi) 展了空間太陽(yáng)能電站的研究。人類向無(wú)線電能傳輸?shù)膲?mèng)想前進(jìn)了一大步。2007年，美國(guó)麻 省理工學(xué)院（MassachusettsInstituteofTechnology，MIT)的MarinSoljacic教授等 人在中等距離無(wú)線電能傳輸方面取得了新進(jìn)展。他們"隔空"點(diǎn)亮了 1盞離電源2m開(kāi)外的 60W燈泡，效率達(dá)到了 40%。2008年9月美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的雷電實(shí)驗(yàn)室成功的將800W電力無(wú) 線傳輸?shù)?m遠(yuǎn)的距離，日本也研究出遠(yuǎn)距離提供30W功率的實(shí)驗(yàn)裝置。
[0004] 根據(jù)傳輸原理的不同，無(wú)線電能傳輸可以分成，電磁輻射式、電磁耦合式、磁場(chǎng)耦 合式等方式，另外，磁場(chǎng)耦合式根據(jù)是否發(fā)生諧振以及傳輸距離相對(duì)于傳輸線圈直徑的大 小，可以分成感應(yīng)式和諧振式兩種。磁親合諧振式無(wú)線電能傳輸（magnetically-coupled resonantwirelesspowertransfer，MCR_WPT)則利用諧振原理，使得其在中等距離（傳輸 距離一般為傳輸線圈直徑的幾倍）傳輸時(shí)，仍能得到較高的效率和較大的功率，并且電能 傳輸不受空間非磁性障礙物的影響。相比于感應(yīng)式，該方法傳輸距離較遠(yuǎn)；相比于輻射式， 其對(duì)電磁環(huán)境影響較小，且功率較大。正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，MCR-WPT得到越來(lái)越多的研究。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種基于ZVS諧振磁耦合式無(wú)線輸電裝 置，用ZVS電路作為驅(qū)動(dòng)電路，在傳輸距離達(dá)到1000 mrn的情況下還能進(jìn)行能量傳輸。
[0006] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題提出的技術(shù)方案是：一種基于ZVS諧振磁耦合式 無(wú)線輸電裝置，包括電源、ZVS電路、發(fā)射線圈、接收線圈、整流濾波電路、檢測(cè)電路、DCDC降 壓電路、12864液晶顯示電路、MSP430F6638控制電路；所述電源輸出端分別與ZVS電路、 12864液晶顯示電路和MSP430F6638控制電路的電源輸入端相連接，ZVS電路的輸出端與發(fā) 射線圈相接，接收線圈的輸出端與整流濾波電路相接，整流濾波電路的輸出端與DCDC降壓 電路的輸入端相接；檢測(cè)電路的第一信號(hào)輸入/輸出端與ZVS電路的輸入端相接，檢測(cè)電路 的第二信號(hào)輸入/輸出端與整流濾波電路的輸出端相接，檢測(cè)反饋模塊的第三信號(hào)輸入/ 輸出端與MSP430F6638主控模塊的第一信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，MSP430F6638主控模 塊的第二信號(hào)輸入/輸出端與數(shù)據(jù)顯示裝置的信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接；工作時(shí)，電源供 電，發(fā)射線圈發(fā)射電磁波傳遞能量，接收線圈將磁能轉(zhuǎn)化成交流電，利用整流濾波電路，將 交流電變成直流電，MSP430F6638主控模塊根據(jù)檢測(cè)電路反饋的電路電流電壓等各類信息， 通過(guò)檢測(cè)電路進(jìn)行控制和通過(guò)顯數(shù)據(jù)顯示裝置示。
[0007] 優(yōu)選的，所述發(fā)射線圈與接收線圈間距離至少為1000mm，在直流電的輸入情況下， 利用ZVS電路產(chǎn)出高頻正弦波，再進(jìn)行無(wú)線電傳輸；到接收端后，將交流電變換成直流，給 移動(dòng)設(shè)備或者電動(dòng)車進(jìn)行充電。
[0008] 優(yōu)選的，所述裝置的電能轉(zhuǎn)換電路，需要整流，濾波，調(diào)制，DCDC降壓，使得電壓，電 流波形滿足要求，使得裝置整體更加穩(wěn)定，可靠。
[0009] 有益效果：
[0010] 1、本實(shí)用新型利用了目前三大主流無(wú)線輸電方式中的電磁諧振耦合諧振無(wú)線輸 電方式，電磁諧振耦合無(wú)線電能傳輸技術(shù)是基于電磁諧振耦合原理，利用非輻射磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn) 電能高效的無(wú)線傳輸。是極具潛力的無(wú)線電能傳輸技術(shù)之一，它能高效、靈活地實(shí)現(xiàn)電能的 無(wú)線傳輸。本實(shí)用新型能在保持發(fā)射線圈和接收線圈相距1000 mm距離，傳輸能量，完成移 動(dòng)設(shè)備的充電，MSP430F6638作為主控芯片，檢測(cè)該裝置的電流電壓，并利用液晶顯示屏顯 示這些數(shù)據(jù)與效率功率。
[0011] 2、該裝置是保持發(fā)射線圈與接收線圈間距離至少為1000mm，在直流電的輸入情況 下，利用ZVS電路產(chǎn)出高頻正弦波，再進(jìn)行無(wú)線電傳輸；到接收端后，將交流電變換成直流， 給移動(dòng)設(shè)備或者電動(dòng)車進(jìn)行充電。
[0012] 3、經(jīng)過(guò)比較場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)和ZVS電路兩者的驅(qū)動(dòng)能力。兩者都能提供足夠大的電 流，但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)更加容易發(fā)熱，有部分能量都損耗在驅(qū)動(dòng)電路上， 而ZVS電路，ZVS即零電壓開(kāi)關(guān)，在高頻上的表現(xiàn)，損耗要比場(chǎng)效應(yīng)管小的許多，而且比場(chǎng)效 應(yīng)管穩(wěn)定、安全、可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014] 圖1為發(fā)射線圈和接收線圈不意圖
[0015] 圖2為半橋ZVS電路電路圖
[0016] 圖3為整流濾波電路電路圖
[0017] 圖4為MSP430F6638最小系統(tǒng)圖
[0018] 圖5為12864液晶顯不電路圖
[0019] 圖6為DCDC降壓電路圖
[0020] 圖7為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本實(shí)施例的基于ZVS諧振磁耦合式無(wú)線輸電裝置是保持發(fā)射線圈與接收線圈間 距離至少為1000mm，在直流電的輸入情況下，利用ZVS電路產(chǎn)出高頻正弦波，再進(jìn)行無(wú)線電 傳輸；到接收端后，將交流電變換成直流，給移動(dòng)設(shè)備或者電動(dòng)車進(jìn)行充電。
[0022] 經(jīng)過(guò)比較場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)和ZVS電路兩者的驅(qū)動(dòng)能力。兩者都能提供足夠大的電 流，但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)更加容易發(fā)熱，有部分能量都損耗在驅(qū)動(dòng)電路上，