智能无线充电平台研究与设计 .doc

湖南文理学院大学生研究性学习和创新性实验计划 项　 目　 申　 报　 表 项目名称:智能无线充电平台研究与设计 学院名称 电气与信息工程学院 学生姓名 学 号 专 业 性 别 入 学 年 份 贺闻斌 座机电话号码0108 自动化 男 2011.09 付历明 座机电话号码0131 自动化 男 2011.09 张成娟 座机电话号码0143 自动化 女 2011.09 张梦君 座机电话号码0146 自动化 女 2011.09 聂庆春 座机电话号码0228 自动化 男 2011.09 王怡 座机电话号码0243 自动化 女 2011.09 指导教师 杨民生 职称 讲师 学科专业 自动化 学生曾经参与科研的情况 未参加科研。 指导教师承担科研课题情况: 电力推进与伺服传动教育部重点实验室开放基金项目一项：柔性直流输电系统换流器设计与控制研究 湖南省自科基金联合项目一项：电动汽车非接触感应耦合充电理论及其控制技术研究 项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题 随着手机推陈出新的速度加快，手机更换频繁而每次更换手机就会有附带新的充电器，这意味着旧的充电器基本被废弃，废弃的电池的处理也将会给环境造成更重的负担。因不同的电子产品需要不同的充电器，充电时还要寻找合适的插口和理顺接线，这让人困扰，因此我们将研究一款携带方便且通用的的无线手机充电平台。 研究该项目需要解决的主要问题有五点：一是系统传输原理验证。在理论分析的基础上对无线电能传输基本原理进行实验验证。二是传输效率提升。无线充电器是将电能转化为磁能再由磁能转化为电能，该过程的转化率低，需要通过优化设计与控制来提升传输效率。三是系统控制问题,毕竟无线充电系统的电源侧与负载侧没有直接的信号反馈回路，需要分别进行独立控制来完成无线充电的功能，特别是多个负载同时进行充电时的系统控制问题需要深入研究。 国内外研究现状和发展动态 诺基亚Lumia 920 、LG Nexus 4、HTC Droid DNA等这些新一代智能手机也都支持无线充电这一神奇的功能无线充电技术并不仅仅是智能手机领域，如笔记本电脑方面也将是它的舞台Latitude Z600。如今，无线充电技术商用于智能手机，今后也将逐步用于数码相机、平板电脑以及电视等输出功率较高的产品上。无线充电联盟（WPC），绿色的图标“Qi”，它是全球首个推动无线充电技术的标准化组织。 ZENS，欧洲首个支持全球通用Qi标准的无线充电技术品牌。目前ZENS的产品主要包括单座无线充电器（可充一台手机）、双座无线充电器（可同时充两台以上手机）的无线充电产品。 本项目学生有关的研究积累和已取得的成绩 未参加过科研。 项目的创新点和特色 无线智能供电技术是一种新型的电能传输技术，摆脱了传统的充电方式，利用电磁感应进行无线传输。无线智能充电利用无线供电技术自动识别被充电设备的电池类型，物理特性，充电电流和充电时间，无需人工干预。在良好的屏蔽防辐射的条件下实现能量的高效率无线传输。它有两大特点：一是让电源与电器完全分离，是电器在安全性、密封性、美观性等方面表现的更好；二是无线充电系统具有通用性，可以自动为多种不同设备充电。三是可以同时给多台设备进行充电，摆脱了充电线和插座少的束缚，使用充电更方便，更舒适。 项目的技术路线、进度安排及预期成果 无线充电主要有四种方式：电场耦合式、电磁感应式、磁共枕式、无线电波方式。我们主要选择电磁感应式作为主要技术路线。它的根本原理是，利用电磁感应原理进行充电，类似于变压器。在发送和接受端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生的电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号，从而产生电流给充电设备。 系统包括能量发送单元和能量接收单元两部分。能量发送单元主要由电源电路，高频功率放大电路，晶体振荡电路以及耦合线圈四部分组成，能量接收单元主要由整流滤波电路，能量转换部分组成。 方案设计及制作路线 主震荡电路 采用NE555做产生波形电路，调节555的变阻器大小可以再一定范围内改变输出方波的频率及占空比，，当LC振荡电路改变时调节变阻器大小即可以产生相应频率的波形，与LC电路形成谐振。 功率放大电路 采用场效应管作为功放元件，功耗低于三极管，驱动功率小，使用方便。直接使用NE555的输出就可以直接驱动。 3.电源电路 本项目使用了24V与5V电源分别给场效应管即NE555供电，采用变压器变电后使用7812与7912稳压源模块产生24V点然后再经7805电源稳压产生5V电。并且一定要注意两电源共地。 信号产生电路 采用NE555构成振荡频率约为500KHZ的信号发生器，为功放电路提供激励信号。调节555的变阻器大小可以再一定范围内改变输出方波的频率及占空比，调节得到所需要的频率。 驱动放大电路 谐振功率