基本信息
- 項目名稱：
- 無接觸手機充電平臺
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品利用無接觸電能傳輸原理，采用提高系統(tǒng)工作頻率、電容補償以及電路拓撲三種手段實現(xiàn)對系統(tǒng)效率的提高。作品采用平面電感代替?zhèn)鹘y(tǒng)的松耦合變壓器進行電磁能量的傳輸，并且實現(xiàn)了多負載工作。本次研究我們不僅完成了單部手機充電系統(tǒng)的制作，而且將該理論運用到充電平臺的設(shè)計上，通過對手機的簡單改造，可以省去手機充電器實現(xiàn)無接觸充電，簡單便捷。
- 詳細介紹：
- 本作品整體系統(tǒng)由四大模塊組成：驅(qū)動模塊、逆變模塊、平面電感松耦合感應模塊、次級充電穩(wěn)壓模塊，圖3-1示出了作品系統(tǒng)圖。驅(qū)動模塊由信號發(fā)生器TL494CN與功率放大器IR2110組成。該模塊輸出為頻率可調(diào)的高頻方波驅(qū)動信號，頻率調(diào)節(jié)范圍為0~300KHZ，而在本系統(tǒng)設(shè)計中采用的是100KHZ的驅(qū)動信號。逆變模塊考慮到用電安全問題，本作品采用24V直流母線電壓進行逆變，因此逆變橋半導體功率器件采用耐壓值較低，等效電阻較小的MOSFET，選擇IRF3205。平面電感松耦合感應模塊是本作品的核心技術(shù)，該模塊以平面電感為載體，結(jié)合松耦合電能傳輸技術(shù)，完成原副邊電能的傳遞。次級充電穩(wěn)壓模塊包括整流部分與穩(wěn)壓部分。整流部分采用肖特基二極管1N5819作為整流二極管，其具有等效內(nèi)阻小，能量損耗小的優(yōu)點；而穩(wěn)壓部分采用可調(diào)穩(wěn)壓芯片LM2576-ADJ完成系統(tǒng)的穩(wěn)壓需求，最終實現(xiàn)手機無接觸充電的功能。 本作品在設(shè)計過程中利用平面電感代替?zhèn)鹘y(tǒng)松耦合變壓器作為能量傳輸媒介，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)多負載的功能設(shè)計，為系統(tǒng)的產(chǎn)品化，市場化提供可能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 無接觸手機充電平臺適用于公共場合，手機即放即充，無需攜帶附屬設(shè)備。首先，我們提供充電平臺，使其產(chǎn)生高頻磁場；然后將副邊平面電感以及充電電路集成到手機內(nèi)部，平面電感代替手機外殼，充電電路集成到手機內(nèi)部。這樣手機放到平臺上就可以接受電能進行充電。 產(chǎn)品基于無接觸電能傳輸技術(shù)，利用平面電感替代傳統(tǒng)松耦合變壓器，使副邊系統(tǒng)能更好的與手機集成。 技術(shù)關(guān)鍵：平面電感的設(shè)計，系統(tǒng)頻率的提高。 主要技術(shù)指標：充電電壓及電流，充電效率。
科學性、先進性
- 本實物是根據(jù)電能無接觸傳輸原理制作的，由于該技術(shù)具有安全、可靠、靈活等特點，它的應用領(lǐng)域非常廣泛，可以覆蓋各種功率等級，既可以用于手機、小型電腦等小電器的充電，也可用于電動汽車的感應充電以及生物醫(yī)學，工程礦井等領(lǐng)域，應用前景十分可觀。在國外，相關(guān)應用已有所發(fā)展，雖然國內(nèi)也有相應的文獻報道，但還是停留在理論研究階段，實際應用還有待探索。 本作品基于上述理論，并有所發(fā)展，在設(shè)計過程中首次用平面電感代替?zhèn)鹘y(tǒng)的松耦合變壓器，作為電能的傳輸中介，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一個多部手機充電平臺，用該系統(tǒng)給手機充電過程，無需配備相應的充電器，而且可以實現(xiàn)多部手機一起完成充電的目的，在很多公共場合，可以為大家提供方便快捷。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室研究
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 充電平臺采用市電供電，副邊電路集成到手機內(nèi)部，放到平臺即可。 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 充電無物理接觸，安全、可靠、靈活；無充電附屬設(shè)備，使用方便。 適用范圍： 在公共場合可以利用其方便的對手機進行充電，無需充電器裝置，將手機放在充電平板上即可，該系統(tǒng)的完成，為手機用戶提供了極大地方便。 推廣前景及市場分析： 在現(xiàn)在生活中，幾乎每個人都配備手機，但手機充電器確是一個相當不方便的附屬物，既有型號的限制，又容易忘記攜帶，而且還需要足夠的供電電源，給手機用戶帶來極大地不變。而該系統(tǒng)的完成，用戶只要攜帶手機，隨時隨地可給手機充電，非常方便。 我國對于無接觸電能傳輸?shù)难芯窟€有廣闊的空間，而我們的此次立項，一旦完成實物的制作以及論文的撰寫，即是我們對于該領(lǐng)域的一次簡單探索，將為我們或者更多愿意向該領(lǐng)域發(fā)展的學子提供參考。
同類課題研究水平概述
- 無接觸電能傳輸利用電磁耦合感應技術(shù)進行電能的傳輸，沒有物理接觸，極大的實現(xiàn)了電能傳輸?shù)谋憬菪耘c靈活性。近幾年來，學術(shù)界已經(jīng)對無接觸電能傳輸技術(shù)進行了一系列的廣泛研究。國外對無接觸感應耦合電能傳輸技術(shù)的研究開展得較早，無接觸電能傳輸技術(shù)已經(jīng)得到了初步的驗證性應用，如內(nèi)植式醫(yī)療電子裝置，電動汽車無接觸充電裝置及便攜式電子設(shè)備無接觸充電裝置等等。而國內(nèi)對于無接觸感應耦合電能傳輸技術(shù)的研究起步較晚，主要集中于系統(tǒng)建模，電路補償技術(shù)，頻率穩(wěn)定性分析等方面，少見無接觸感應耦合電能傳輸技術(shù)的應用報導。 目前，無接觸感應耦合電能傳輸技術(shù)正朝大功率電氣設(shè)備的無接觸供電、小功率便攜式電子裝置的無接觸充電、工作于特殊環(huán)境下的電氣設(shè)備的無接觸供電等方面發(fā)展。其具有無器件磨損、免維護或少維護、安全性能好、自動化程度高等優(yōu)點，在以下領(lǐng)域具有廣闊的應用前景： 1.構(gòu)建小功率便攜式電子裝置的智能無接觸充電平臺。 2.為電動運輸工具提供無接觸感應供電。 3.為各種內(nèi)植式醫(yī)療電子設(shè)備提供無接觸電能供應。 4.為礦井、水下等工種特殊工況下的電氣設(shè)備提供電能供應。
