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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,小功率无线电能传输装置的设计,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,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,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,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,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。,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,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,东京大学无线传能实验高通 Halo 无线充电技术 一、课题背,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4.电磁感应定律西南科技大学信息工程学院5,二、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1.变压器西南科技大学信息工程学院理想变压,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；,0,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：,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,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。,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、,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1.多输出稳压电路及PCB西南科技大学信,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2.逆变电路及PCB 西南科技大学信息工,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3.单片机及外围电路整图西南科技大学信息工,3.1,硬件设计,4.,接收电路,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,1KHz,LCD1602,显示,1.,主程序流程图,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P,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3.2 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,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3.3 设计过程中遇到的问题及解决方,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,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,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,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,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,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，未来还需往高频射频方面展开设计；,天线理论、射频方面的电磁场理论仍有待加强，为后续的设计制作夯实理论基础；,五、总结与展望西南科技大学信息工程学院总结：,西南科技大学信息工程学院,衷心感谢信息学院各老师四年来的教导！,感谢答辩组各位老师的谆谆教诲！,感谢曹刘二位,毕设导师,的指导！,敬请各位老师指正！,西南科技大学信息工程学院衷心感谢信息学院各老师四年来的教导！,
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