惠凯凯，徐永平，毕
菁，白亚虎，张桂霞
（西安翻译学院电子工程系，陕西西安710105）
摘要：无线充电技术早在上世纪末期就出现了，利用电磁感应原理，和相关电磁技术，通过L1、L2两个线圈实现电磁耦
合，以达到无介质传输电能，打破了用电器与电源直接连接的传统，降低了用电器的使用风险和成本。实现无线充电达到高效率能量传输便携带充电系统是个很值得研究的方向。关键词：无线传输；无线充电；线圈；电源中图分类号：TM933.4文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2016）11-0042-02 1选择无线电能传输的原因
无线电能传输就是指内置的电池或者终端设备无需电源线的链接，通过非金属介质就可获取电能进行工作的设备并且具有携带方便、成本低、安全可靠，无需布线等优点，一出现便受到了科技领域的广泛关注。因此，实现无线充电达到高效率能量传输便携带充电系统是个很值得研究的方向。
2无线电能传输存在的问题
无线电能传输的电能效率低下，如果考虑到电能的使用效率这将会是很大的浪费，在网络上的资料可以得知目前最多可以达到47%~68%之间，这又是横在我们面前的一个难题，所以我们成立“无线电能充电器的设计与实现”项目实验小组，根据理论指导做出具有基本功能的无线电能传输装置。
3无线电能传输的解决方案
我们在本次实验过程中引用了很多的实例经典电路，尝试过很多搭建的电路是否可以实现电能传输。电磁感应原理是利用变压器原理（及通过主次线圈间的磁耦合来传递能量）。方案设计中主要有这三部分构成，即能量发送端、无接触线圈耦合、能量接收端。发送线圈收到来自前级的稳定电源是产生较高频率的交变信号，并在周围空间中形成一个较稳定的交变磁场，与其耦合的接收线圈中就会产生的感应电动势可供电给移动设备。我国在无线电能传输方面还相对落后，早在2006年11月，美国麻省理工学院的研究小组就向全球宣布了无线电能传输的可行性。作为一个发展中国家在无线输电领域，我国才刚刚起步，较欧美各国还落后很多，总结当前的科技进展，分析无线输电的原理。 我们研究的主要系统原理如图１所示：
图1无线电能传输原理图
3.1系统原理与系统方案模块化分析
3.1.1系统原理分析
无线电能传输系统主要是利用电磁感应。电磁感应方案是利用变压器原理及通过主次线圈的磁耦合来实现电能的传输。方案设计中主要有这三部分构成，即能量发送端、无接触线圈耦合、能量接收端。发送线圈收到来自前级的稳定电源是产生较高频率的交变信号，并在周围空间中形成一个较稳定的交变磁场，与其耦合的接收线圈中就会产生的感应电动势可供电给移动设备。这种方案的特点是能量接
收端和次级线圈相连，可灵活移动，电路简单，易于实现。3.1.2系统方案模块化分析
系统主要由功放电路、驱动电路、信号发生电路、整流滤波电路组成。
IN4007（*4）组成的单相桥式整流电路保证了负载上的电压和电流方向始终不变，桥式整流电路实现了全波整流电路，利用全波整流所得到的电压是半波整流的二倍，因此在副线圈电压有效值相同的情况下采用全波整流更高效，单相桥式整流电路具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。IRF540的高转换速度、坚固耐用、低导通阻抗和较高效益成为整个发射部分最重要的部分，在这里IRF540开关管主要用作交变磁场的驱动器使用，结合LC 谐振回路，将前级的电流信号频率放大到所需要频率的交变信号，这里需要考虑的问题有散热的处理，以及调节合适的耦合系数以达到最大的传输效率。系统的重要部分在高频逆变，其工作性能的高低直接决定着整个系统的效率和稳定。根据磁耦合谐振式WPT 系统工作机理，并考虑到实际的实用性，设计的高频逆变器应满足以下几个条件：
（1）开关管损耗要小、控制简单；（2）能够工作的频率较高（1MHz 以上）；（3）输出功率以及效率要尽可能高。
开关管的损耗与频率成正比关系，当开关管工作频率较高时，随着频率的升高，开关管的温度会随之升高，甚至烧毁；当频率达到MHz 级时，开关损耗对整个系统的稳定和传输效率更是有着重要的影响，因此设计高频逆变器时，
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[3]向丹，许勇.无线网规划中的传播模型校正[J ].电信工程技术与标准化,2005(8):43-46.
作者简介：王嘉兴（1984-），山东人，中级职称，研究方向为网络规划；李果（1980-），男，河南人，高级职称，研究方向为移动通信；卫钰（1982-），女，陕西人，高级职称，研究方向为移动通
信。
