基本信息
- 项目名称：
- 无接触手机充电平台
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品利用无接触电能传输原理，采用提高系统工作频率、电容补偿以及电路拓扑三种手段实现对系统效率的提高。作品采用平面电感代替传统的松耦合变压器进行电磁能量的传输，并且实现了多负载工作。本次研究我们不仅完成了单部手机充电系统的制作，而且将该理论运用到充电平台的设计上，通过对手机的简单改造，可以省去手机充电器实现无接触充电，简单便捷。
- 详细介绍：
- 本作品整体系统由四大模块组成：驱动模块、逆变模块、平面电感松耦合感应模块、次级充电稳压模块，图3-1示出了作品系统图。驱动模块由信号发生器TL494CN与功率放大器IR2110组成。该模块输出为频率可调的高频方波驱动信号，频率调节范围为0~300KHZ，而在本系统设计中采用的是100KHZ的驱动信号。逆变模块考虑到用电安全问题，本作品采用24V直流母线电压进行逆变，因此逆变桥半导体功率器件采用耐压值较低，等效电阻较小的MOSFET，选择IRF3205。平面电感松耦合感应模块是本作品的核心技术，该模块以平面电感为载体，结合松耦合电能传输技术，完成原副边电能的传递。次级充电稳压模块包括整流部分与稳压部分。整流部分采用肖特基二极管1N5819作为整流二极管，其具有等效内阻小，能量损耗小的优点；而稳压部分采用可调稳压芯片LM2576-ADJ完成系统的稳压需求，最终实现手机无接触充电的功能。 本作品在设计过程中利用平面电感代替传统松耦合变压器作为能量传输媒介，在此基础上实现多负载的功能设计，为系统的产品化，市场化提供可能。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 无接触手机充电平台适用于公共场合，手机即放即充，无需携带附属设备。首先，我们提供充电平台，使其产生高频磁场；然后将副边平面电感以及充电电路集成到手机内部，平面电感代替手机外壳，充电电路集成到手机内部。这样手机放到平台上就可以接受电能进行充电。 产品基于无接触电能传输技术，利用平面电感替代传统松耦合变压器，使副边系统能更好的与手机集成。 技术关键：平面电感的设计，系统频率的提高。 主要技术指标：充电电压及电流，充电效率。
科学性、先进性
- 本实物是根据电能无接触传输原理制作的，由于该技术具有安全、可靠、灵活等特点，它的应用领域非常广泛，可以覆盖各种功率等级，既可以用于手机、小型电脑等小电器的充电，也可用于电动汽车的感应充电以及生物医学，工程矿井等领域，应用前景十分可观。在国外，相关应用已有所发展，虽然国内也有相应的文献报道，但还是停留在理论研究阶段，实际应用还有待探索。 本作品基于上述理论，并有所发展，在设计过程中首次用平面电感代替传统的松耦合变压器，作为电能的传输中介，在此基础上设计了一个多部手机充电平台，用该系统给手机充电过程，无需配备相应的充电器，而且可以实现多部手机一起完成充电的目的，在很多公共场合，可以为大家提供方便快捷。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室研究
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 充电平台采用市电供电，副边电路集成到手机内部，放到平台即可。 技术特点和优势： 充电无物理接触，安全、可靠、灵活；无充电附属设备，使用方便。 适用范围： 在公共场合可以利用其方便的对手机进行充电，无需充电器装置，将手机放在充电平板上即可，该系统的完成，为手机用户提供了极大地方便。 推广前景及市场分析： 在现在生活中，几乎每个人都配备手机，但手机充电器确是一个相当不方便的附属物，既有型号的限制，又容易忘记携带，而且还需要足够的供电电源，给手机用户带来极大地不变。而该系统的完成，用户只要携带手机，随时随地可给手机充电，非常方便。 我国对于无接触电能传输的研究还有广阔的空间，而我们的此次立项，一旦完成实物的制作以及论文的撰写，即是我们对于该领域的一次简单探索，将为我们或者更多愿意向该领域发展的学子提供参考。
同类课题研究水平概述
- 无接触电能传输利用电磁耦合感应技术进行电能的传输，没有物理接触，极大的实现了电能传输的便捷性与灵活性。近几年来，学术界已经对无接触电能传输技术进行了一系列的广泛研究。国外对无接触感应耦合电能传输技术的研究开展得较早，无接触电能传输技术已经得到了初步的验证性应用，如内植式医疗电子装置，电动汽车无接触充电装置及便携式电子设备无接触充电装置等等。而国内对于无接触感应耦合电能传输技术的研究起步较晚，主要集中于系统建模，电路补偿技术，频率稳定性分析等方面，少见无接触感应耦合电能传输技术的应用报导。 目前，无接触感应耦合电能传输技术正朝大功率电气设备的无接触供电、小功率便携式电子装置的无接触充电、工作于特殊环境下的电气设备的无接触供电等方面发展。其具有无器件磨损、免维护或少维护、安全性能好、自动化程度高等优点，在以下领域具有广阔的应用前景： 1.构建小功率便携式电子装置的智能无接触充电平台。 2.为电动运输工具提供无接触感应供电。 3.为各种内植式医疗电子设备提供无接触电能供应。 4.为矿井、水下等工种特殊工况下的电气设备提供电能供应。
