非接觸式弱電實(shí)驗(yàn)供電平臺(tái)的設(shè)計(jì)

因此，增大系統(tǒng)能量傳輸能力的方法有：增大工作頻率f(ω)、增加初級(jí)電流ip、增大互感M或減小次級(jí)自感Ls、增大品質(zhì)因數(shù)Qs。由于品質(zhì)因數(shù)不宜過(guò)大，因而有效增大系統(tǒng)傳輸能力的方法是增大工作角頻率ω和初級(jí)電流ip。
(3)圖2中的能量調(diào)節(jié)模塊主要是提高系統(tǒng)能量的傳輸能力，實(shí)際電路設(shè)計(jì)時(shí)采用多個(gè)電容串并聯(lián)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的調(diào)節(jié)。

2 硬件電路實(shí)現(xiàn)
圖4中的耦合變壓器一般選擇磁罐繞線，磁力線集中，效率更高。但是很難找到合適的磁罐，所以在本文選擇了空心繞線。
圖2中的發(fā)射端硬件電路原理圖如圖5所示。12V直流電壓從P1進(jìn)入，經(jīng)過(guò)7805穩(wěn)壓芯片輸出5V直流電壓，提供4與非門(mén)芯片74HC00工作電壓。由74HC00，1nF電容和10 kΩ滑動(dòng)電阻器(用于來(lái)調(diào)節(jié)工作頻率)實(shí)現(xiàn)一個(gè)多諧振蕩器。這樣組成的振蕩器輸出高頻信號(hào)的幅度不夠大。為了提高電能傳輸效率和距離，使用高頻功率放大電路將高頻信號(hào)放大。高頻功放用高頻功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF540N實(shí)現(xiàn)(正常工作時(shí)需要加散熱片)。發(fā)射端有一個(gè)線圈與接收端耦合，發(fā)射和接收線圈的形狀及參數(shù)直接影響電能傳輸效率和距離。本文發(fā)射線圈使用一個(gè)大的空心線圈，直徑為1．5 mm的漆包線繞制，匝數(shù)為10匝(根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整)。接收線圈按發(fā)射線圈制作的方法繞制。另外接收線圈的放置位置對(duì)能量傳輸有較大影響，需要在制作調(diào)試過(guò)程中反復(fù)試驗(yàn)確定。4個(gè)0．1μF的CBB電容先串聯(lián)后并聯(lián)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)初級(jí)補(bǔ)償。

圖6所示即為接收端的電路原理圖。電壓經(jīng)耦合變壓器到達(dá)接收端，經(jīng)過(guò)次級(jí)補(bǔ)償，再經(jīng)電橋整流后，最后采用7805穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓到5 V輸出到負(fù)載。高頻整流不能用普通的整流二極管，不但效率低而且二極管可能因發(fā)熱而燒壞。因此需要使用快恢復(fù)二極管來(lái)整流，本文使用1N4148來(lái)實(shí)現(xiàn)整流。