畢業(yè)答辯小功率無線電能傳輸裝置的設(shè)計(jì)課件

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,小功率無線電能傳輸裝置的設(shè)計(jì),小功率無線電能傳輸裝置的設(shè)計(jì),畢設(shè)要求,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,MIT,無線充電系統(tǒng),基于,磁耦合諧振式,的無線電能傳輸裝置,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能：,給,USB,小夜燈臺燈供電,給手機(jī)、移動電源充電,畢設(shè)要求西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院MIT無線充電系統(tǒng)基于磁耦合,答辯流程,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,MIT,無線充電系統(tǒng),一、課題背景及意義,二、理論分析及計(jì)算,三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程,四、實(shí)物測試及展示,五、結(jié)論與展望,答辯流程西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院MIT無線充電系統(tǒng)一、課題背,一,、課題背景意義,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,新型無線電能傳輸設(shè)備主要運(yùn)用電磁諧振耦合原理來實(shí)現(xiàn)電磁能量的更加高效可靠的傳輸，,改善了傳統(tǒng)電能傳輸中電源線連接問題,，,對于現(xiàn)實(shí)生活具有重要意義。無線電能傳輸裝置的意義在于它具備,通用性、便攜性、安全性,，,它可以用于,充電應(yīng)急,，,為供電大量地,節(jié)省線材,，大幅減少接觸式設(shè)備在塑料、橡膠等不易降解的材料上的使用，同時(shí)也減少了銅、錫等重金屬上的使用，這樣一來為我們構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展社會作出一份突出貢獻(xiàn)。,一、課題背景意義西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院新型無線電能傳輸設(shè),東京大學(xué)無線傳能實(shí)驗(yàn),高通 Halo 無線充電技術(shù),一,、課題背景意義,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,MIT,無線充電系統(tǒng),無線充電藍(lán)牙鼠標(biāo),無線充電移動電源,MIT,無線充電系統(tǒng),東京大學(xué)無線傳能實(shí)驗(yàn)高通 Halo 無線充電技術(shù) 一、課題背,二、理論分析及計(jì)算,4.,電磁感應(yīng)定律,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,5.,電磁諧振原理,1.,變壓器理論,2.,線圈參數(shù),3.,逆變,原理,二、理論分析及計(jì)算4.電磁感應(yīng)定律西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院5,二、理論分析及計(jì)算,1.,變壓器,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,理想變壓器的左右端口的電壓電流關(guān)系為：,其中，n為變比，,表示二端口的同名端。理想變壓器有兩個(gè)基本性質(zhì)：,理想變壓器本身既不消耗能量，也不存儲能量。,當(dāng)理想變壓器次級端介入負(fù)載時(shí)，初級的輸入電阻為。,二、理論分析及計(jì)算1.變壓器西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院理想變壓,二、理論分析及計(jì)算,2.,線圈參數(shù),西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,線圈電感計(jì)算：,N,為,線圈匝數(shù)；,0,為,真空磁導(dǎo)率；,r,為,線圈半徑；,a,為,線圈導(dǎo)線半徑。,諧振頻率計(jì)算：,二、理論分析及計(jì)算2.線圈參數(shù)西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院線圈電,三、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì),西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,硬件：,降壓穩(wěn)壓模塊、驅(qū)動電路、收發(fā)線圈、,AC-DC,轉(zhuǎn)換,及,MSP430,單片機(jī)和外圍硬件電路。,軟件：,SPWM,產(chǎn)生程序、按鍵調(diào)節(jié)頻率子程序、,LCD1602,液晶顯示子程序。,三、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院硬件：降壓穩(wěn)壓模塊、,3.1,硬件設(shè)計(jì),1.,多輸出,穩(wěn)壓電路及,PCB,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,3.1 硬件設(shè)計(jì)1.多輸出穩(wěn)壓電路及PCB西南科技大學(xué)信,3.1,硬件設(shè)計(jì),2.,逆變電路及,PCB,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,3.1 硬件設(shè)計(jì)2.逆變電路及PCB 西南科技大學(xué)信息工,3.1,硬件設(shè)計(jì),3.,單片機(jī)及外圍電路整圖,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,3.1 硬件設(shè)計(jì)3.單片機(jī)及外圍電路整圖西南科技大學(xué)信息工,3.1,硬件設(shè)計(jì),4.,接收電路,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,3.1 硬件設(shè)計(jì)4.接收電路西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,主程序：,產(chǎn)生占空比可調(diào)，頻率可調(diào)的,PWM,，用于功率驅(qū)動電路的控制信號,按鍵程序：,設(shè)置按鍵功能，實(shí)現(xiàn)頻率,+1,、,-1KHz,可調(diào)，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)產(chǎn)生的控制信號的頻率與收發(fā)線圈電路的諧振頻率進(jìn)行匹配的過程中，對,PWM,的頻率的粗調(diào)和微調(diào),LCD1602,液晶顯示程序：,實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前,PWM,的頻率，便于觀察到傳輸效果最佳狀態(tài)下的,PWM,頻率,程序功能說明,3.2,軟件設(shè)計(jì),初始化,設(shè)置初始頻率,按鍵指示,檢測按鍵,PWM,頻率進(jìn)行,1KHz,LCD1602,顯示,1.,主程序流程圖,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院主程序：產(chǎn)生占空比可調(diào)，頻率可調(diào)的P,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,3.2,軟件設(shè)計(jì),2.,按鍵,流程圖,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院3.2 軟件設(shè)計(jì)2.按鍵流程圖,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,3.2,軟件設(shè)計(jì),3.,液晶顯示,流程圖,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院3.2 軟件設(shè)計(jì)3.液晶顯示流程圖,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,3.3,設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方案,問題,1,：,電路容易散熱不良，導(dǎo)致,MOS,驅(qū)動器、,MOS,管以及整流橋芯片易被燒毀,每個(gè),MOS,管及穩(wěn)壓芯片后增加,散熱片,，增大與空氣接觸的面積，加速散熱。,由于所用的,MOS,驅(qū)動器為貼片封裝，不方便增加散熱裝置，故需改善前級電路，可能由于前級電路不穩(wěn)定，導(dǎo)致芯片部分引腳輸入的峰值電流過大，從而燒毀器件。,更換其他性能效果更加的,MOS,驅(qū)動器，或者更換其他驅(qū)動電路方案，驅(qū)動全橋逆變電路。,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院3.3 設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,3.3,設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方案,問題,2,：,頻率分叉現(xiàn)象,制線圈時(shí)，盡量保證收發(fā)線圈一致。,盡量兩線圈直徑大小，疏密程度及線圈匝數(shù)一致，電感值一致，品質(zhì)因數(shù)一致。,盡量使用電容值,大小適中的電容,，比如幾十到兩百,nF,級別的電容。因?yàn)殡娙葸^大，會導(dǎo)致諧振頻率過低，電磁能量傳輸能力不強(qiáng)；電容過小，又會導(dǎo)致收發(fā)電路,LC,振蕩的諧振頻率點(diǎn)不一致，無法與前級,PWM,頻率有效配合，產(chǎn)生諧振，導(dǎo)致諧振頻率點(diǎn)產(chǎn)生分離。,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院3.3 設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,四、,實(shí)物測試及展示,1.,實(shí)物,圖片,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院四、實(shí)物測試及展示1.實(shí)物圖片,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,四、實(shí)物測試及展示,1.,實(shí)物,圖片,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院四、實(shí)物測試及展示1.實(shí)物圖片,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,四、實(shí)物測試及展示,1.,實(shí)物,圖片,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院四、實(shí)物測試及展示1.實(shí)物圖片,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,四、實(shí)物測試及展示,2.,實(shí)測數(shù)據(jù),西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院四、實(shí)物測試及展示2.實(shí)測數(shù)據(jù),西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,四、實(shí)物測試及展示,2.,實(shí)測數(shù)據(jù),西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院四、實(shí)物測試及展示2.實(shí)測數(shù)據(jù),西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,四、實(shí)物測試及展示,3.,實(shí)物視頻演示,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院四、實(shí)物測試及展示3.實(shí)物視頻演示,五、,總結(jié)與展望,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,總結(jié)：,本設(shè)計(jì)進(jìn)行了,多種負(fù)載,的供電效果的研究及對比；,本設(shè)計(jì)進(jìn)行了,多穩(wěn)壓輸入,的模塊的設(shè)計(jì)制作；,本設(shè)計(jì)充分考慮散熱，系統(tǒng)規(guī)整不零散；,不足與展望：,本裝置的傳輸頻率并不是很高，傳輸距離也不是很遠(yuǎn)，傳輸效率也不是很高，未來還需往高頻射頻方面展開設(shè)計(jì)；,天線理論、射頻方面的電磁場理論仍有待加強(qiáng)，為后續(xù)的設(shè)計(jì)制作夯實(shí)理論基礎(chǔ)；,五、總結(jié)與展望西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院總結(jié)：,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,衷心感謝信息學(xué)院各老師四年來的教導(dǎo)！,感謝答辯組各位老師的諄諄教誨！,感謝曹劉二位,畢設(shè)導(dǎo)師,的指導(dǎo)！,敬請各位老師指正！,西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院衷心感謝信息學(xué)院各老師四年來的教導(dǎo)！,