一种基于zvs谐振磁耦合式无线输电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种基于ZVS谐振磁耦合式无线输电装置，属于无线输电技术领 域。
【背景技术】
[0002] 目前，人们已经进入电气时代，其中电网，高压线，各种家用电气设备，电能的传输 主要通过金属导线的点对点直接接触传输。由于存在摩擦、老化等问题，电能传输过程中很 容易产生火花，从而影响到用电设备的寿命和用电安全。传统的有线电力传输方式不能满 足所有场合的需要，如矿井、水中等特殊场合。随着人类社会经济的发展，各种电子设备得 到了广泛的使用，但是太多的电线和插座给人们的生活带来不便。所以，一种脱离金属导线 的电能传输方式，即无线电能传输，被人们所设计应用。实现无线电能传输将使人类应用电 能更加宽广、更加灵活。
[0003] 无线电能传输，指的是电能从电源到负载的一种没有经过电气直接接触的能量传 输方式。早在1893年的哥伦比亚世博会上，美国科学家NikolaTesla展示了他的无线磷 光照明灯。NikolaTesla利用无线电能传输原理，在没有任何导线连接的情况下点亮了灯 泡。1968年，美国航空工程师PeterGlaser提出了建立空间太阳能电站的概念，利用在外 太空的卫星，收集太阳能并传输到地球表面上来。随后，美国和日本等主要发达国家相继开 展了空间太阳能电站的研究。人类向无线电能传输的梦想前进了一大步。2007年，美国麻 省理工学院（MassachusettsInstituteofTechnology，MIT)的MarinSoljacic教授等 人在中等距离无线电能传输方面取得了新进展。他们"隔空"点亮了 1盏离电源2m开外的 60W灯泡，效率达到了 40%。2008年9月美国内华达州的雷电实验室成功的将800W电力无 线传输到5m远的距离，日本也研究出远距离提供30W功率的实验装置。
[0004] 根据传输原理的不同，无线电能传输可以分成，电磁辐射式、电磁耦合式、磁场耦 合式等方式，另外，磁场耦合式根据是否发生谐振以及传输距离相对于传输线圈直径的大 小，可以分成感应式和谐振式两种。磁親合谐振式无线电能传输（magnetically-coupled resonantwirelesspowertransfer，MCR_WPT)则利用谐振原理，使得其在中等距离（传输 距离一般为传输线圈直径的几倍）传输时，仍能得到较高的效率和较大的功率，并且电能 传输不受空间非磁性障碍物的影响。相比于感应式，该方法传输距离较远；相比于辐射式， 其对电磁环境影响较小，且功率较大。正是由于这些优点，MCR-WPT得到越来越多的研究。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是：提出一种基于ZVS谐振磁耦合式无线输电装 置，用ZVS电路作为驱动电路，在传输距离达到1000 mrn的情况下还能进行能量传输。
[0006] 本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种基于ZVS谐振磁耦合式 无线输电装置，包括电源、ZVS电路、发射线圈、接收线圈、整流滤波电路、检测电路、DCDC降 压电路、12864液晶显示电路、MSP430F6638控制电路；所述电源输出端分别与ZVS电路、 12864液晶显示电路和MSP430F6638控制电路的电源输入端相连接，ZVS电路的输出端与发 射线圈相接，接收线圈的输出端与整流滤波电路相接，整流滤波电路的输出端与DCDC降压 电路的输入端相接；检测电路的第一信号输入/输出端与ZVS电路的输入端相接，检测电路 的第二信号输入/输出端与整流滤波电路的输出端相接，检测反馈模块的第三信号输入/ 输出端与MSP430F6638主控模块的第一信号输出/输入端对应相接，MSP430F6638主控模 块的第二信号输入/输出端与数据显示装置的信号输出/输入端对应相接；工作时，电源供 电，发射线圈发射电磁波传递能量，接收线圈将磁能转化成交流电，利用整流滤波电路，将 交流电变成直流电，MSP430F6638主控模块根据检测电路反馈的电路电流电压等各类信息， 通过检测电路进行控制和通过显数据显示装置示。
[0007] 优选的，所述发射线圈与接收线圈间距离至少为1000mm，在直流电的输入情况下， 利用ZVS电路产出高频正弦波，再进行无线电传输；到接收端后，将交流电变换成直流，给 移动设备或者电动车进行充电。
[0008] 优选的，所述装置的电能转换电路，需要整流，滤波，调制，DCDC降压，使得电压，电 流波形满足要求，使得装置整体更加稳定，可靠。
[0009] 有益效果：
[0010] 1、本实用新型利用了目前三大主流无线输电方式中的电磁谐振耦合谐振无线输 电方式，电磁谐振耦合无线电能传输技术是基于电磁谐振耦合原理，利用非辐射磁场实现 电能高效的无线传输。是极具潜力的无线电能传输技术之一，它能高效、灵活地实现电能的 无线传输。本实用新型能在保持发射线圈和接收线圈相距1000 mm距离，传输能量，完成移 动设备的充电，MSP430F6638作为主控芯片，检测该装置的电流电压，并利用液晶显示屏显 示这些数据与效率功率。
[0011] 2、该装置是保持发射线圈与接收线圈间距离至少为1000mm，在直流电的输入情况 下，利用ZVS电路产出高频正弦波，再进行无线电传输；到接收端后，将交流电变换成直流， 给移动设备或者电动车进行充电。
[0012] 3、经过比较场效应管驱动和ZVS电路两者的驱动能力。两者都能提供足够大的电 流，但在实际使用中发现场效应管的驱动更加容易发热，有部分能量都损耗在驱动电路上， 而ZVS电路，ZVS即零电压开关，在高频上的表现，损耗要比场效应管小的许多，而且比场效 应管稳定、安全、可靠。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图对本实用新型的作进一步说明。
[0014] 图1为发射线圈和接收线圈不意图
[0015] 图2为半桥ZVS电路电路图
[0016] 图3为整流滤波电路电路图
[0017] 图4为MSP430F6638最小系统图
[0018] 图5为12864液晶显不电路图
[0019] 图6为DCDC降压电路图
[0020] 图7为本发明装置的结构示意图
【具体实施方式】
[0021] 本实施例的基于ZVS谐振磁耦合式无线输电装置是保持发射线圈与接收线圈间 距离至少为1000mm，在直流电的输入情况下，利用ZVS电路产出高频正弦波，再进行无线电 传输；到接收端后，将交流电变换成直流，给移动设备或者电动车进行充电。
[0022] 经过比较场效应管驱动和ZVS电路两者的驱动能力。两者都能提供足够大的电 流，但在实际使用中发现场效应管的驱动更加容易发热，有部分能量都损耗在驱动电路上，