[发明专利]谐振式无线电能传输装置

摘要

本发明涉及无线电能传输装置，具体是一种谐振式无线电能传输装置。本发明解决了现有无线电能传输装置无法兼顾传输效率和传输距离的问题。谐振式无线电能传输装置，包括MSP430F149单片机、第一IR2110驱动芯片、第二IR2110驱动芯片、第三IR2110驱动芯片、发射模块、接收模块、第一至第四MOS管、第一至第十一二极管、第一至第四键盘开关、第一灯泡、第二灯泡、第一至第十七电阻、第一至第十一电容；所述发射模块包括发射线圈、第一谐振电容、第二谐振电容、第一拨码开关；所述接收模块包括接收线圈、第三谐振电容、第四谐振电容、第二拨码开关、第三拨码开关。本发明适用于无线电能传输。

主权项

1.一种谐振式无线电能传输装置，其特征在于：包括MSP430F149单片机（U1）、第一IR2110驱动芯片（U2）、第二IR2110驱动芯片（U3）、第三IR2110驱动芯片（U4）、发射模块（U5）、接收模块（U6）、第一至第四MOS管（Q1~Q4）、第一至第十一二极管（D1~D11）、第一至第四键盘开关（S1~S4）、第一灯泡（DS1）、第二灯泡（DS2）、第一至第十七电阻（R1~R17）、第一至第十一电容（C1~C11）；其中，第十三电阻（R13）为滑动变阻器；第十四至第十七电阻（R14~R17）均为功率电阻；第二电容（C2）、第五电容（C5）、第六电容（C6）、第九电容（C9）、第十一电容（C11）均为电解电容；MSP430F149单片机（U1）的VCC引脚与+5V电源端连接；MSP430F149单片机（U1）的接地引脚接地；MSP430F149单片机（U1）的第三十四引脚一方面通过第五电阻（R5）与+15V电源端连接，另一方面通过第一键盘开关（S1）接地；MSP430F149单片机（U1）的第三十五引脚一方面通过第六电阻（R6）与+15V电源端连接，另一方面通过第二键盘开关（S2）接地；MSP430F149单片机（U1）的第三十六引脚一方面通过第八电阻（R8）与+15V电源端连接，另一方面通过第三键盘开关（S3）接地；MSP430F149单片机（U1）的第三十七引脚一方面通过第十电阻（R10）与+15V电源端连接，另一方面通过第四键盘开关（S4）接地；MSP430F149单片机（U1）的第十二引脚与第一IR2110驱动芯片（U2）的第十引脚连接；MSP430F149单片机（U1）的第十三引脚与第一IR2110驱动芯片（U2）的第十二引脚连接；第一IR2110驱动芯片（U2）的第一引脚分别与第二IR2110驱动芯片（U3）的第十二引脚和第三IR2110驱动芯片（U4）的第十引脚连接；第一IR2110驱动芯片（U2）的第二引脚接地；第一IR2110驱动芯片（U2）的第三引脚一方面与+15V电源端连接，另一方面通过第七电容（C7）接地；第一IR2110驱动芯片（U2）的第五引脚接地；第一IR2110驱动芯片（U2）的第六引脚一方面与第四二极管（D4）的阴极连接，另一方面通过第四电容（C4）接地；第四二极管（D4）的阳极与+15V电源端连接；第一IR2110驱动芯片（U2）的第七引脚分别与第二IR2110驱动芯片（U3）的第十引脚和第三IR2110驱动芯片（U4）的第十二引脚连接；第一IR2110驱动芯片（U2）的第九引脚一方面与+15V电源端连接，另一方面与第五电容（C5）的正极连接，第五电容（C5）的负极接地；第一IR2110驱动芯片（U2）的第十三引脚接地；第二IR2110驱动芯片（U3）的第一引脚一方面与第三二极管（D3）的阴极连接，另一方面通过第三电阻（R3）与第三MOS管（Q3）的栅极连接；第三二极管（D3）的阳极通过第四电阻（R4）与第三MOS管（Q3）的栅极连接；第二IR2110驱动芯片（U3）的第二引脚接地；第二IR2110驱动芯片（U3）的第三引脚一方面与+15V电源端连接，另一方面通过第三电容（C3）接地；第二IR2110驱动芯片（U3）的第五引脚分别与第一MOS管（Q1）的源极和第三MOS管（Q3）的漏极连接；第二IR2110驱动芯片（U3）的第六引脚一方面与第二二极管（D2）的阴极连接，另一方面通过第一电容（C1）与第五引脚连接；第二二极管（D2）的阳极与+15V电源端连接；第二IR2110驱动芯片（U3）的第七引脚一方面与第一二极管（D1）的阴极连接，另一方面通过第一电阻（R1）与第一MOS管（Q1）的栅极连接；第一二极管（D1）的阳极通过第二电阻（R2）与第一MOS管（Q1）的栅极连接；第二IR2110驱动芯片（U3）的第九引脚一方面与+15V电源端连接，另一方面与第二电容（C2）的正极连接，第二电容（C2）的负极接地；第二IR2110驱动芯片（U3）的第十三引脚接地；第一MOS管（Q1）的漏极一方面与+21V电源端连接，另一方面与第六电容（C6）的正极连接，第六电容（C6）的负极接地；第三MOS管（Q3）的源极接地；第三IR2110驱动芯片（U4）的第一引脚一方面与第七二极管（D7）的阴极连接，另一方面通过第十一电阻（R11）与第四MOS管（Q4）的栅极连接；第七二极管（D7）的阳极通过第十二电阻（R12）与第四MOS管（Q4）的栅极连接；第三IR2110驱动芯片（U4）的第二引脚接地；第三IR2110驱动芯片（U4）的第三引脚一方面与+15V电源端连接，另一方面通过第十电容（C10）接地；第三IR2110驱动芯片（U4）的第五引脚分别与第二MOS管（Q2）的源极和第四MOS管（Q4）的漏极连接；第三IR2110驱动芯片（U4）的第六引脚一方面与第六二极管（D6）的阴极连接，另一方面通过第八电容（C8）与第五引脚连接；第六二极管（D6）的阳极与+15V电源端连接；第三IR2110驱动芯片（U4）的第七引脚一方面与第五二极管（D5）的阴极连接，另一方面通过第七电阻（R7）与第二MOS管（Q2）的栅极连接；第五二极管（D5）的阳极通过第九电阻（R9）与第二MOS管（Q2）的栅极连接；第三IR2110驱动芯片（U4）的第九引脚一方面与+15V电源端连接，另一方面与第九电容（C9）的正极连接，第九电容（C9）的负极接地；第三IR2110驱动芯片（U4）的第十三引脚接地；第二MOS管（Q2）的漏极一方面与+21V电源端连接，另一方面与第六电容（C6）的正极连接，第六电容（C6）的负极接地；第四MOS管（Q4）的源极接地；所述发射模块（U5）包括发射线圈、第一谐振电容、第二谐振电容、第一拨码开关；发射线圈的首端作为发射模块（U5）的一个输入端；发射线圈的末端与第一拨码开关的可动触点连接；第一拨码开关的两个固定触点分别与第一谐振电容的首端和第二谐振电容的首端连接；第一谐振电容的末端和第二谐振电容的末端共同作为发射模块（U5）的另一个输入端；发射模块（U5）的两个输入端分别与第二IR2110驱动芯片（U3）的第五引脚和第三IR2110驱动芯片（U4）的第五引脚连接；所述接收模块（U6）包括接收线圈、第三谐振电容、第四谐振电容、第二拨码开关、第三拨码开关；接收线圈与发射线圈相互耦合；接收线圈的首端一方面作为接收模块（U6）的一个输出端，另一方面与第三拨码开关的一个固定触点连接；接收线圈的末端与第二拨码开关的可动触点连接；第三拨码开关的可动触点与第四谐振电容的首端连接；第二拨码开关的一个固定触点与第三谐振电容的首端连接；第二拨码开关的另一个固定触点、第三谐振电容的末端、第四谐振电容的末端共同作为接收模块（U6）的另一个输出端；第八至第十一二极管（D8~D11）共同构成全桥整流电路；接收模块（U6）的两个输出端分别与全桥整流电路的两个输入端连接；第十一电容（C11）的正极与全桥整流电路的正输出端连接；第十一电容（C11）的负极与全桥整流电路的负输出端连接；由第十四至第十七电阻（R14~R17）串接而成的串联支路两端分别与全桥整流电路的正输出端和负输出端连接；由第一灯泡（DS1）和第二灯泡（DS2）串接而成的串联支路一端通过第十三电阻（R13）与全桥整流电路的正输出端连接，另一端与全桥整流电路的负输出端连接；所述发射线圈、接收线圈均采用螺旋状空心线圈；所述发射线圈的匝数为56匝、在1KHZ的频率下电感值为1132μH、电容值为22.36μF、品质因数为8；所述接收线圈的匝数为70匝、在1KHZ的频率下电感值为1735μH、电容值为14μF、品质因数为9.6。