2.2小功率无线电能传输系统设计
感应耦合式无线电能传输系统由发射端和接收端2个部分组成。电能发射端主要包含能量转换电路和通信与控制电路。发射线圈用来产生电磁场。通信与控制电路可通过接收器的请求控制传输能量的等级。同时,一个发射端可以包含多个发射器,从而可以同时为多个移动设备充电。系统电路具有功率发射器控制、输入功率配置和用户接口等发射端的全部功能。电能接收端的结构和电能发射器相似。系统整体设计框图见图3。
2.2.1发射端电路设计
发射端电路主要由信号发生电路、功率放大电路和电能发射电路3个部分组成,发射端结构见图4。信号发生电路采用NE555,输出方波频率可达到1MHz,其占空比可调,且电路调试较容易,因此常常用来产生与变换、测量与控制脉冲波形等。但其输出的方波驱动能力不足,导致场管无法导通,故在定时器电路后需设计功率放大电路。发射电路采用LC并联谐振电路,将功放电路输出的高频脉冲经空间高效地发送至接收端。
2.2.2接收端电路设计
通过电磁耦合,接收线圈接收到发射端的能量,感应出电动势。当收发线圈的谐振频率一致时,感应电压达最大值,此时系统的传输效率最佳。为了获取稳定的直流电压,接收电路对交流电整流滤波后采用三段稳压芯片进行稳压。接收端结构见图5。