[实用新型]一种小功率无线电能传输装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能传输技术领域，尤其涉及一种小功率无线电能传输装置。

背景技术

无线电能传输和有线电能传输是对应的，传统电气设备的接触式供电因触点接触摩擦产生火花、绝缘与导体消损的问题，严重缩短电气设备的使用。另外，有线电能传输也不能满足一些特殊应用场合的需要。现有技术中，设计电能传输的技术有电磁感应技术、谐振式强磁耦合技术和电磁波辐射技术。一般的电磁感应分为静电感应和动电感应两类。静电感应方案是利用容性耦合传输能量，系统通过产生高频、高压的交变电流产生电场，在两个或多个相互隔离的端点之间传递能量，但要实现高频、高压的交变电流存在一定难度。动电感应方案利用感性耦合传输能量，有时也成为疏松耦合式能量传输，在初级线圈中通上交流电，产生交变的电场，利用近场范围内线圈之间的互感来实现能量的传输。该方案的主要缺点是传输效率会随着的传输的距离迅速衰减。谐振式强磁耦合技术，系统由两个具有相同谐振频率的线圈回路组成，采用单层线圈.两端各放置一个平扳电容器.共同组成谐振回路。当发送端接通电源后，两个线圈都以相同的频率振动.从而产生强大的电磁场，通过“电振”传递电能。电磁波辐射方案在供电端将电能转化为电磁波的形式并向空间发射，在接收端收集并恢复成直流或交流电的形式。电磁辐射方案的原理较为成熟，但在大功率的情况下，对天线的设计要求较高。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种小功率无线电能传输装置，使其更具有日常生活中电能输送的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型目的在于提供一种小功率无线电能传输装置，以解决现有技术中传输效率低、对设备要求高、操作复杂的问题。

本实用新型的一种小功率无线电能传输装置，包括依次电联接的滤波整流电路、自激振荡电路、发射电路与接收电路，所述自激振荡电路包括4条并联支路，电阻R1与电阻R3串联形成第一条支路，电感L2与场效应管Q2串联形成第二条支路，场效应管Q2基极端连接在电阻R1与电阻R3的公共端，电阻R2与电阻R4串联形成第三条支路，电感L1与场效应管Q1串联形成第四条支路，场效应管Q1基极端连接在电阻R2与电阻R4的公共端，在电阻R1与电阻R3的公共端和电感L1与场效应管Q1的公共端之间连接有二极管D1，在电阻R2与电阻R4的公共端和电感L2与场效应管Q2的公共端之间连接有二极管D2，所述发射电路包括调谐回路，调谐回路的一端连接在电感L2与场效应管Q2的公共端，另一端连接在电感L1与场效应管Q1的公共端。

进一步地，所述调谐回路由若干电容并联后与电感LA并联组成。

进一步地，所述自激振荡电路还并联有第一发光电路，所述第一发光电路包括相串联的电阻R5、发光二极管LED1，以及与电阻R5及发光二极管LED1并联的电容C9。

进一步地，所述接收电路由若干电容并联后与电感LB并联组成，所述接收电路输出端连接有相并联的全波整流电路与第二发光电路，所述第二发光电路包括相串联的电阻R6、发光二极管LED2，以及与电阻R6及发光二极管LED2并联的电容C18。

进一步地，所述滤波整流电路采用RC型滤波整流电路。

进一步地，所述场效应管Q1与所述场效应管Q2上均设置有散热片。

进一步地，所述电感LA和所述电感LB为直径14-16cm的普通单线圈，面对面设置，中间磁耦合距离D可调节，调节距离为0-50cm。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

1、通过设置自激振荡电路，能够产生高频正弦信号，通过设置有谐振回路，能够对高频正弦信号进行调谐，调谐后的中心频率等于发射线圈与接收线圈的固有频率，使得磁场耦合最强，传输效率最高，随着接收端电压增大，相应的能量传输距离越远；

2、通过设置有散热片，能够保证在正常工作的过程中，及时有效地对场效应管进行散热，避免场效应管产生的大量热量烧坏元器件，保证整体装置的正常运行；

3、通过设置有14-16cm普通单线圈的电感LA与电感LB，相对于一般的线圈直径更小，圈数更少，重量更轻，谐振时电磁能量大，整体结构更优化；

4、整体装置不需要对现有插座进行改装，只需要插入发射端模块即可，接收端模块提供负载供电接口，设计合理，能够为现有的小型家电提供高效的无线充电功能，得到广泛地应用；

5、无线传输是从电源到负载不经过电气直接接触的一种能力传输方式，安全方便。