CN103248136A - 一种距离感应式无线供电教学装置 - Google Patents
一种距离感应式无线供电教学装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103248136A CN103248136A CN2013101805840A CN201310180584A CN103248136A CN 103248136 A CN103248136 A CN 103248136A CN 2013101805840 A CN2013101805840 A CN 2013101805840A CN 201310180584 A CN201310180584 A CN 201310180584A CN 103248136 A CN103248136 A CN 103248136A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- transmitting
- electromagnetic
- pcb board
- oscillating circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及一种距离感应式无线供电教学装置，其特征在于设置有：电源单元，为功率振荡电路提供输入电压；功率振荡电路，用于将电源单元输入的功率振荡为高频振荡电磁场；距离检测单元，可检测发射端PCB板与接收端PCB板的距离，并控制功率振荡电路的通断；发射功率表，测量并显示功率振荡电路的实时功率；电磁发射线圈，发射功率振荡电路振荡出的高频振荡电磁场；发射端PCB板，为电源单元、功率振荡电路、距离检测单元、电磁发射线圈、发射功率表构建可靠的电路连接；电磁接收线圈，接收电磁发射线圈发射出的能量；整流稳压模块，将接收到的能量整流稳压成恒定的直流电，进而向负载供电。本发明将有助于学生对无线电能传输技术有更直观地认识，且市场前景广阔。
Description
技术领域
无线电能传输技术是目前电气工程领域最活跃的热点研究方向之一，它集基础研究与应用研究为一体，是当前国内外学术界和工业界探索的一个多学科、强交叉的新的研究领域和前沿课题，涵盖电磁场、电力电子技术、电力***、控制技术、物理学、材料学、信息技术等诸多技术领域。采用无线供电方式能够有效克服电线连接方式存在的各类缺陷，实现电子电器的自由供电，具有重要的应用预期和广阔的发展前景。
本发明一种距离感应式无线供电教学装置涉及一种使用方便，***便捷、运行稳定、安全可靠的无线电能传输电磁耦合谐振技术，为无线输电技术教学提供了具体实在的技术模型。使教师在电磁学等学科教学中将教学内容具体化，使学生对无线传能技术有更直观的认识，激发学生对无线传能技术的兴趣。
背景技术
无线电能传输技术大致可分为三种：第一种为感应耦合式电能传输，它利用松耦合变压器原理进行传能，发射端与接收端一般存在降低回路磁阻的铁心装置。第二种为电磁耦合谐振式电能传输，通过高品质因数的谐振器上电感与分布式电容发生谐振传输能量。第三种为电磁辐射式电能传输，在该技术中电能被转换为微波形式，传输距离超过数千米，可实现电能的远程传送。其中电磁耦合谐振技术利用非辐射电磁场近场区域完成电能传输，一方面较之电磁感应式传能，在传输距离上有了很大的扩展；另一方面相比电磁辐射式传能，近场区域能量具有非辐射的特点，该技术有较好的安全性，因此目前得到很大的关注和研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出了一种使用方便，***便捷、运行稳定、安全可靠的无线电能传输装置，避免了传统电能传输方式中裸露导体的存在和接触火花的产生，克服了传统电能传输方式在一些特殊环境如易燃易爆、水下等场合存在的弊端，为无线电能传输教学提供了具体实在的技术模型。
本发明所采用的技术方案是：一种距离感应式无线供电教学装置，设置有电源单元2，为功率振荡电路3提供输入电压；功率振荡电路3，将电源单元2输入的功率振荡为高频振荡电磁场；距离检测单元4，检测发射端PCB板1与接收端PCB板7的距离，并控制功率振荡电路3的通断；发射功率表6，测量并显示功率振荡电路3的实时功率；电磁发射线圈5，发射功率振荡电路3振荡出的高频振荡电磁场；发射端PCB板1，为电源单元2、功率振荡电路3、距离检测单元4、电磁发射线圈5、发射功率表6构建可靠的电路连接；接收端PCB板7，用于为电磁接收线圈8、整流稳压单元9、负载10构建可靠地电路连接；电磁接收线圈8，接收电磁发射线圈发射出的能量；整流稳压模块9，将接收的能量整流稳压成恒定的直流电，并向负载10供电；负载10，可直观地体现所接收的能量。
发射端PCB板1由一定厚度的基板、PP、铜箔压制而成，并在表面打出一定数量的透气孔以提高发射端PCB板1的玻璃化温度，为电源单元2、功率振荡电路3、距离检测单元4、电磁发射线圈5、发射功率表6构建可靠的电路连接。
功率振荡电路3通过场效应管31和超快恢复二极管32的持续高速导通、关断，实现将输入的直流电转化为高频振荡的交流电，从而可以通过电磁感应原理产生持续的高频振荡电磁场，经由谐振电容33确定高频振荡电磁场的频率，经由谐振电感34确定高频振荡电磁场的振幅。
距离检测单元4还设置有：距离传感器41，置有位于一侧的红外发射灯411与红外接收灯412，红外发射灯411发射出红外线遇接收端PCB板7反射，红外接收灯412可接收到遇接收端PCB板7反射回的红外线，利用红外线从发射到接收的时间差即可计算出从发射端PCB板1至接收端PCB板7的距离，如距离超出限值，距离传感器41可向继电器42传送距离超出限定值信号；继电器42，接收到距离传感器41传送距离超出限定值信号后使功率振荡电路3断开。
本发明无线供电教学装置，是采用电源单元、功率振荡电路、电磁发射线圈、发射功率表等组成的无线输电教学装置，将这些元器件合理有效的焊在发射端与接收端PCB板上，提高了无线输电教学装置空间资源利用率，可以实现一定距离的无线传电功能。该电磁学教学装置使用方便，***便捷、运行稳定、安全可靠，为无线输电技术教学提供了具体实在的技术模型。使教师在电磁学等学科教学中将教学内容具体化，使学生对无线输电技术有更直观的认识，激发学生对无线传能技术的兴趣。
附图说明
图1是本发明的整体功能示意图；
图2是本发明的结构框图；
图3功率振荡电路3的工作原理图；
图4功率振荡电路3产生的波形图；
图5是距离传感器41的结构图；
图6是电磁发射线圈5的结构图。
其中：
1：发射端PCB板 10：负载
2：电源单元 31：场效应管
3：功率振荡电路 32：超快恢复二极管
4：距离检测单元 33：谐振电容
5：电磁发射线圈 34：谐振电感
6：发射功率表 41：距离传感器
7：接收端PCB板 42：继电器
8：电磁接收线圈 411：红外发射灯
9：整流稳压单元 412：红外接收灯
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明-一种距离感应式无线供电教学装置做出详细地说明。
如图1所示，本发明一种距离感应式无线供电教学装置，设置的电源单元2，为功率振荡电路3提供输入电压；功率振荡电路3，将电源单元2输入的功率振荡为高频振荡电磁场；距离检测单元4，检测发射端PCB板1与接收端PCB板7的距离，并控制功率振荡电路3的通断；发射功率表6，测量并显示功率振荡电路3的实时功率；电磁发射线圈5，发射功率振荡电路3振荡出的高频振荡电磁场；发射端PCB板1，为电源单元2、功率振荡电路3、距离检测单元4、电磁发射线圈5、发射功率表6构建可靠的电路连接；接收端PCB板7，用于为电磁接收线圈8、整流稳压单元9、负载10构建可靠地电路连接；电磁接收线圈8，接收电磁发射线圈发射出的能量；整流稳压模块9，将接收的能量整流稳压成恒定的直流电，并向负载10供电；负载10，可直观地体现所接收的能量。
如图2所示，所述的发射端PCB板1表面打出一定数量的透气孔以提高发射端PCB板1的玻璃化温度，为电源单元2、功率振荡电路3、距离检测单元4、电磁发射线圈5、发射功率表6构建可靠的电路连接。
如图3所示，所述的功率振荡电路3通过两个场效应管31分别经由超快恢复二极管32将一个场效应管31的输入电压反馈到另一个场效应管31的输出端来实现场效应管31和超快恢复二极管32的持续高速导通、关断，从而实现将输入的直流电转化为高频振荡的交流电，由电磁感应原理可以获得持续的高频振荡电磁场，经由谐振电容33确定高频振荡电磁场的频率，经由串联的谐振电感34确定高频振荡电磁场的振幅，最终产生的波形如图4所示。
如图5所示，所述的距离传感器41，置有位于一侧的红外发射灯411与红外接收灯412，红外发射灯411发射出红外线遇接收端PCB板7反射，红外接收灯412可接收到遇接收端PCB板7反射回的红外线，利用红外线从发射到接收的时间差即可计算出从发射端PCB板1至接收端PCB板7的距离，这种结构美观实用，测距准确。
Claims (4)
1.一种距离感应式无线供电教学装置，其特征在于设置有：电源单元2，为功率振荡电路3提供输入电压；功率振荡电路3，将电源单元2输入的功率振荡为高频振荡电磁场；距离检测单元4，检测发射端PCB板1与接收端PCB板7的距离，并控制功率振荡电路3的通断；发射功率表6，测量并显示功率振荡电路3的实时功率；电磁发射线圈5，发射功率振荡电路3振荡出的高频振荡电磁场；发射端PCB板1，为电源单元2、功率振荡电路3、距离检测单元4、电磁发射线圈5、发射功率表6构建可靠的电路连接；接收端PCB板7，用于为电磁接收线圈8、整流稳压单元9、负载10构建可靠地电路连接；电磁接收线圈8，接收电磁发射线圈发射出的能量；整流稳压模块9，将接收的能量整流稳压成恒定的直流电，并向负载10供电；负载10，可直观地体现所接收的能量。
2.根据权利要求1所述的一种距离感应式无线供电教学装置，其特征还在于，发射端PCB板1由一定厚度的基板、PP、铜箔压制而成，并在表面打出一定数量的透气孔以提高发射端PCB板1的玻璃化温度，为电源单元2、功率振荡电路3、距离检测单元4、电磁发射线圈5、发射功率表6构建可靠的电路连接。
3.根据权利要求1所述的一种距离感应式无线供电教学装置，其特征还在于，功率振荡电路3通过场效应管31和超快恢复二极管32的持续高速导通、关断，实现将输入的直流电转化为高频振荡的交流电，从而可以通过电磁感应原理产生持续的高频振荡电磁场，经由谐振电容33确定高频振荡电磁场的频率，经由谐振电感34确定高频振荡电磁场的振幅。
4.根据权利要求1所述的一种距离感应式无线供电教学装置，其特征还在于，距离检测单元4还设置有：距离传感器41，置有位于一侧的红外发射灯411与红外接收灯412，红外发射灯411发射出红外线遇接收端PCB板7反射，红外接收灯412可接收到遇接收端PCB板7反射回的红外线，利用红外线从发射到接收的时间差即可计算出从发射端PCB板1至接收端PCB板7的距离，如距离超出限值，距离传感器41可向继电器42传送距离超出限定值信号；继电器42，接收到距离传感器41传送距离超出限定值信号后使功率振荡电路3断开。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101805840A CN103248136A (zh) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | 一种距离感应式无线供电教学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101805840A CN103248136A (zh) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | 一种距离感应式无线供电教学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103248136A true CN103248136A (zh) | 2013-08-14 |
Family
ID=48927433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013101805840A Pending CN103248136A (zh) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | 一种距离感应式无线供电教学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103248136A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105486017A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 盛志高 | 一种基于磁场的低温冷冻装置及其食物冷冻方法 |
| CN106559938A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-04-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种灯具、灯座及照明*** |
| CN107067914A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-18 | 天津中德应用技术大学 | 电磁感应与电磁谐振对比实验***及其实验方法 |
| CN110785319A (zh) * | 2017-06-28 | 2020-02-11 | 本田技研工业株式会社 | 用于对便携式电子设备再充电的智能功能性皮革 |
-
2013
- 2013-05-16 CN CN2013101805840A patent/CN103248136A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105486017A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 盛志高 | 一种基于磁场的低温冷冻装置及其食物冷冻方法 |
| CN106559938A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-04-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种灯具、灯座及照明*** |
| CN106559938B (zh) * | 2017-01-16 | 2018-09-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种灯具、灯座及照明*** |
| CN107067914A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-18 | 天津中德应用技术大学 | 电磁感应与电磁谐振对比实验***及其实验方法 |
| CN110785319A (zh) * | 2017-06-28 | 2020-02-11 | 本田技研工业株式会社 | 用于对便携式电子设备再充电的智能功能性皮革 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2012002063A1 (ja) | 非接触給電システム及び非接触給電システムの金属異物検出装置 | |
| WO2015128901A1 (ja) | 異物検出装置、無線電力伝送のための送電装置および受電装置ならびに無線電力伝送システム | |
| CN103248136A (zh) | 一种距离感应式无线供电教学装置 | |
| KR101933461B1 (ko) | 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법과, 무선 전력 송신기의 부하 값에 대한 온도 보상 방법 | |
| CN101789637A (zh) | 感应耦合式电能传输装置 | |
| CN103545940A (zh) | 非对称在线式无线供电耦合器 | |
| CN104426248A (zh) | 供电装置 | |
| CN106849371B (zh) | 多约束条件下的ecpt***参数设计方法 | |
| CN103944280B (zh) | 一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置及其调谐方法 | |
| CN106841818B (zh) | 一种基于谐振原理的电感测量装置 | |
| CN103312051A (zh) | 一种利用铁磁谐振实现无线电能传输的***及方法 | |
| CN102879640A (zh) | 电磁耦合谐振线圈参数测量*** | |
| CN103545941A (zh) | 点对点协同工作无线充电耦合器 | |
| Wang et al. | Design and experiment of wireless power transfer systems via electromagnetic field near-zone region | |
| CN103944279B (zh) | 一种无线电能传输设备接收端动态调谐装置及其调谐方法 | |
| CN203562845U (zh) | 非对称在线式无线供电耦合器 | |
| CN203626888U (zh) | 一种用于旋转导向的电力和信号的耦合传输*** | |
| CN103248135A (zh) | 一种功率可调式无线供电装置 | |
| CN204009780U (zh) | 一种usb口无线取电无线鼠标 | |
| Hua et al. | Inductive power transmission technology for Li-ion battery charger | |
| CN202395675U (zh) | 一种正弦波发生器 | |
| CN102937722B (zh) | 金属接近传感器 | |
| Alashgar et al. | Optimizing a high lateral misalignment tolerance of the short-range inductive coupling wireless power transfer system by using basic capacitive compensation topologies | |
| KR20040098819A (ko) | 무선 전원 공급장치 및 무선 전원 수신장치 | |
| CN103560600A (zh) | 一种用于无线供电机车的能量接收线圈 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130814 |