題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 無(wú)接觸手機(jī)充電平臺(tái)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品利用無(wú)接觸電能傳輸原理，采用提高系統(tǒng)工作頻率、電容補(bǔ)償以及電路拓?fù)淙N手段實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jìn)行電磁能量的傳輸，并且實(shí)現(xiàn)了多負(fù)載工作。本次研究我們不僅完成了單部手機(jī)充電系統(tǒng)的制作，而且將該理論運(yùn)用到充電平臺(tái)的設(shè)計(jì)上，通過對(duì)手機(jī)的簡(jiǎn)單改造，可以省去手機(jī)充電器實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸充電，簡(jiǎn)單便捷。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品整體系統(tǒng)由四大模塊組成：驅(qū)動(dòng)模塊、逆變模塊、平面電感松耦合感應(yīng)模塊、次級(jí)充電穩(wěn)壓模塊，圖3-1示出了作品系統(tǒng)圖。驅(qū)動(dòng)模塊由信號(hào)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(dòng)信號(hào)，頻率調(diào)節(jié)范圍為0~300KHZ，而在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的是100KHZ的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。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(jìn)行逆變，因此逆變橋半導(dǎo)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(yīng)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(jí)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(diǎn)；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(shí)現(xiàn)手機(jī)無(wú)接觸充電的功能。 本作品在設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)多負(fù)載的功能設(shè)計(jì)，為系統(tǒng)的產(chǎn)品化，市場(chǎng)化提供可能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 無(wú)接觸手機(jī)充電平臺(tái)適用于公共場(chǎng)合，手機(jī)即放即充，無(wú)需攜帶附屬設(shè)備。首先，我們提供充電平臺(tái)，使其產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)；然后將副邊平面電感以及充電電路集成到手機(jī)內(nèi)部，平面電感代替手機(jī)外殼，充電電路集成到手機(jī)內(nèi)部。這樣手機(jī)放到平臺(tái)上就可以接受電能進(jìn)行充電。 產(chǎn)品基于無(wú)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(jī)集成。 技術(shù)關(guān)鍵：平面電感的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)頻率的提高。 主要技術(shù)指標(biāo)：充電電壓及電流，充電效率。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本實(shí)物是根據(jù)電能無(wú)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(diǎn)，它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，可以覆蓋各種功率等級(jí)，既可以用于手機(jī)、小型電腦等小電器的充電，也可用于電動(dòng)汽車的感應(yīng)充電以及生物醫(yī)學(xué)，工程礦井等領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分可觀。在國(guó)外，相關(guān)應(yīng)用已有所發(fā)展，雖然國(guó)內(nèi)也有相應(yīng)的文獻(xiàn)報(bào)道，但還是停留在理論研究階段，實(shí)際應(yīng)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(jì)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(jì)了一個(gè)多部手機(jī)充電平臺(tái)，用該系統(tǒng)給手機(jī)充電過程，無(wú)需配備相應(yīng)的充電器，而且可以實(shí)現(xiàn)多部手機(jī)一起完成充電的目的，在很多公共場(chǎng)合，可以為大家提供方便快捷。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室研究
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明： 充電平臺(tái)采用市電供電，副邊電路集成到手機(jī)內(nèi)部，放到平臺(tái)即可。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 充電無(wú)物理接觸，安全、可靠、靈活；無(wú)充電附屬設(shè)備，使用方便。 適用范圍： 在公共場(chǎng)合可以利用其方便的對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電，無(wú)需充電器裝置，將手機(jī)放在充電平板上即可，該系統(tǒng)的完成，為手機(jī)用戶提供了極大地方便。 推廣前景及市場(chǎng)分析： 在現(xiàn)在生活中，幾乎每個(gè)人都配備手機(jī)，但手機(jī)充電器確是一個(gè)相當(dāng)不方便的附屬物，既有型號(hào)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(jī)用戶帶來(lái)極大地不變。而該系統(tǒng)的完成，用戶只要攜帶手機(jī)，隨時(shí)隨地可給手機(jī)充電，非常方便。 我國(guó)對(duì)于無(wú)接觸電能傳輸?shù)难芯窟€有廣闊的空間，而我們的此次立項(xiàng)，一旦完成實(shí)物的制作以及論文的撰寫，即是我們對(duì)于該領(lǐng)域的一次簡(jiǎn)單探索，將為我們或者更多愿意向該領(lǐng)域發(fā)展的學(xué)子提供參考。
同類課題研究水平概述
- 無(wú)接觸電能傳輸利用電磁耦合感應(yīng)技術(shù)進(jìn)行電能的傳輸，沒有物理接觸，極大的實(shí)現(xiàn)了電能傳輸?shù)谋憬菪耘c靈活性。近幾年來(lái)，學(xué)術(shù)界已經(jīng)對(duì)無(wú)接觸電能傳輸技術(shù)進(jìn)行了一系列的廣泛研究。國(guó)外對(duì)無(wú)接觸感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)的研究開展得較早，無(wú)接觸電能傳輸技術(shù)已經(jīng)得到了初步的驗(yàn)證性應(yīng)用，如內(nèi)植式醫(yī)療電子裝置，電動(dòng)汽車無(wú)接觸充電裝置及便攜式電子設(shè)備無(wú)接觸充電裝置等等。而國(guó)內(nèi)對(duì)于無(wú)接觸感應(yīng)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(bǔ)償技術(shù)，頻率穩(wěn)定性分析等方面，少見無(wú)接觸感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用報(bào)導(dǎo)。 目前，無(wú)接觸感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)正朝大功率電氣設(shè)備的無(wú)接觸供電、小功率便攜式電子裝置的無(wú)接觸充電、工作于特殊環(huán)境下的電氣設(shè)備的無(wú)接觸供電等方面發(fā)展。其具有無(wú)器件磨損、免維護(hù)或少維護(hù)、安全性能好、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在以下領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景： 1.構(gòu)建小功率便攜式電子裝置的智能無(wú)接觸充電平臺(tái)。 2.為電動(dòng)運(yùn)輸工具提供無(wú)接觸感應(yīng)供電。 3.為各種內(nèi)植式醫(yī)療電子設(shè)備提供無(wú)接觸電能供應(yīng)。 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(yīng)。
