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目录1系统方案 (2)1.1系统总体思路 (2)1.2系统方案论证与选择 (2)1.2.1 电源模块论证与选择 (2)1.2.2驱动模块论证与选择 (2)1.2.3线圈的论证与选择 (2)1.2.4整流电路的论证与选择 (2)1.3系统总体方案设计 (3)2理论分析与计算 (3)2.1 TL494应用原理 (3)2.2 IR2110原理 (3)2.3 无线传输原理 (4)2.4 计算公式 (4)3电路设计 (4)3.1电源模块（图3） (4)图3 电源模块 (5)3.2驱动模块（图4） (5)3.3传输模块（图5） (5)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方法与仪器 (6)4.2测试数据与结果 (6)4.3数据分析与结论 (7)参考文献 (8)无线电能传输装置（F题）1系统方案1.1系统总体思路由题我们设计并制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，且用空心线圈制作了直径为20cm的发射和接收线圈；利用信号发生电路将输入的直流15V电转化为PWM脉冲信号，通过驱动电路产生交变电流，对发射线圈进行供电，线圈利用磁耦合谐振式原理，将电能无线传输到接收线圈端，最终在接收线圈端产生电流，达到无线电能的传输的要求。
经过几天的测试，制作出了传输效率达38.3%，x的值最大为26 cm的磁耦合谐振式无线电能传输装置。
1.2系统方案论证与选择1.2.1 电源模块论证与选择方案一：利用双电源，直接对电路进行供电。
方案二：利用单电源，再接入PWM控制器芯片TL494固定频率的脉冲宽度调制电路，能够有效地将直流电转换为高频脉冲。
TL494芯片的功耗低，构成的电路结构简单，调整方便，输出电压脉动小；且IR2110 的电路无需扩展，使电路更加紧凑，工作可靠性高，附加硬件成本也不高，为获取死区时间，可由基本振荡电路、与门电路构成，为方便我们选用TL494，选择方案二。
1.2.2驱动模块论证与选择方案一：利用三极管对无线电能传输装置进行驱动，可以比较经济地进行驱动。
无线电能传输装置设计作者：李瑞金，马艳娥，秦冬梅，宋金沙，张甜来源：《中国新通信》 2018年第10期【摘要】现代社会，科学技术在不断的发展，经济水平在逐步提高，无线电能传输技术在受到大家关注的同时也取得了极大的发展，在很多领域得到了广泛的应用。
本文利用电磁耦合谐振无线能量传输的原理设计并制作出小型无线电能传输装置。
通过初、次级线圈的感应来实现电能的传输。
装置主要由三大部分组成，分别是能量发送端、收发线圈和能量接收端。
本设计适用于对距离传输要求不高的地方。
【关键词】无线能量传输磁耦合谐振单片机我们周边的电子设备越来越多，人们对电能的消耗也越来越大，然而传统电能传输方法是通过导线的金属接触直接供电。
无线电能传输技术却不依赖于有线的传输媒介，有着传统的供电方式所达不到的独特优势，在有线供电部署困难的情况下，无线电能传输具有重要的意义。
研发出功率大、距离远的无线电能传输装置，可以最大限度的提升设备供电的便捷性、可靠性和安全性，也将使我们的生活发生巨大的改变。
无线电能传输装置的实现主要是经发射装置把原有的电能转换成其他形式的能量，经过空气到达接收端，把收集到的其他形式的能转换成可以使用的电能。
能量在传输的过程中，被转换的能量形式不一样，有电耦合、磁耦合、超声波耦合和电磁辐射四种形式。
谐振式磁耦合无线电能传输技术的传输距离远、节约能源、保护环境、方便快捷、功率大、效率高，潜在的实用价值高，使用最多。
在新一代的无线电能传输技术中，磁耦合谐振式无线电能传输是研究热点之一。
谐振式磁耦合无线电能传输是无线电能传输的一种，耦合模理论是它的基本概念。
耦合模理论（coupled mode theory）是研究两个或多个电磁波模式间耦合的一般规律的理论。
电磁谐振耦合无线电能传输系统的根本理论是麦克斯韦电磁场理论，麦克斯韦电磁场理论的核心主要是变化的磁场能激发电场，变化的电场可以激发磁场，电场与磁场息息相关，他们共同构成了一个统一的电磁场。
中国计量大学本科毕业设计（论文）地下变形测量集成传感器的无线电能传输Wireless power transfer for Integrated Sensors of underground deformationmeasurement学生姓名郑建国学号1200107214学生专业自动化班级12工试3班二级学院量新学院指导教师李青教授中国计量大学2016年6月郑重声明本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于培养单位。
学生签名：日期：分类号：TP2密级：公开UDC：62学校代码：10356中国计量大学本科毕业设计（论文）地下变形测量集成传感器的无线电能传输Wireless power transfer for Integrated Sensors of underground deformationmeasurement作者郑建国学号1200107214申请学位工学学士指导教师李青教授学科专业自动化培养单位中国计量大学答辩委员会主席卫东评阅人2016年6月致谢在执笔撰写本篇论文的时候，意味着我的四年大学生涯即将告一段落。
回顾往昔，唏嘘不已，有的同学在大四已经找到了不错的实习工作，还有的同学考取了研究生，其他的人也都有各自的出路和选择，而我们大家也终将在这段青春岁月里告别，各奔东西。
在这最后的半年中很感谢一直都给与我指导和帮助的老师、同学和朋友们，没有大家，就没有我的今天！所以在此我要把最真挚的感谢送给你们！首先我要感谢我的指导老师——李青教授对我在毕业设计上的细心帮助，且提供实验室让我们有能够探究和实践的场所。
在这整个的毕业设计过程中，从开题答辩、中期检查一直到最后实物的验收和改进，论文的修改，李青老师认真审核了我的文本资料，找到我的设计中存在的问题，并给我提供了可行的改进方案。
校园无线网络毕业论文开题报告校园无线网络毕业论文开题报告校园无线网络毕业设计（论文）开题报告设计题目：校园无线网络建设一、课题简介随着无线网络的迅速发展，无线的概念可谓满天飞，无线商务、无线家庭成为这股潮流的推动力。
走在时代前线的学生一族对无线网络并不陌生，但据统计，不足20%的学生在宿舍使用无线网络，不过随笔记本电脑在学校校园的普及，选择组建无线网络的宿舍也是越来越多。
在我国，越来越多的学校开始在校园中构建和铺设无线网络。
无线校园网络的快速发展与应用，将对学校的教学模式、教学理念及教学管理产生深远的影响，也将对学校教师、学生的学习、生活方式产生积极影响。
以下对北京交通干部管理学院福大学生宿舍无线网建设的内容、范围、技术等方面提出需求，进行建设的依据和指导。
二、选题背景及意义目前交通干部学院宿舍楼采用的还是有线校园网，但是宿舍有线网络，布线很讲技巧，而且很花时间的，随随便便的把网线从主机接到路由器，容易绊倒别人，不小心踢断网线又影响到自己，还要考虑如何布置才能节省宿舍成员总网线的长度，线路要清晰，能够方便以后日常维护，同时又不影响宿舍的美观性。
宿舍组建有线网络，网线根据电话线、路由器、电脑位置布置，位置好后一般不会再作移动。
有线路由器端口有限，要想在日后增加新用户就会遇到重新布线、添加设备等麻烦，灵活性和扩展性较弱。
而建设校园无线网络则完全不需要布线，不会出现到处是线缆的状况，能确保宿舍的整洁美观，增加用户非常方便，省去重新布线、添加设备等麻烦。
有笔记本的同学上网不再局限在书桌上，冬天寒风凛冽，能够在床上盖着棉被无线上网，从方便性、美观性、灵活性、扩展性来考虑，宿舍无网络完胜有线网络。
三、解决方案“统一规划，分步实施”是贯穿于大学无线校园网建设始终的重要思路。
无线网络的建设内容主要包括无线信号覆盖与组网、无线网络管理、无线应用和无线测试四部分。
1.无线网独立成网我们的无线组网原则是“无线独立成网”，即在物理链路上AP尽量接入无线专用的交换机，在逻辑拓扑上无线尽量划入一个单独的VLAN，从而使无线校园网成为与有线校园网并行的网络。
项目编号：XXXXX大学大学生科研立项(创新训练项目)立项申请书所属学院（盖章）：电气工程学院项目名称：无线电能传输装置负责人：、指导教师：、所属学科：通信与电子类起止时间：2017.11-2018.11项目经费：1000填表日期： 2017.11共青团XXXXX大学委员会制二○一七年制填表说明一、立项申请书应按照本表格要求，逐项认真填写，内容必须实事求是，表达明确严谨，空缺处要填“无”。
二、“所属学科”按一级学科列出，跨学科最多写三个。
三、“项目成员”按照实际参与项目实施的人员填写。
四、材料规格：用A4纸双面打印（复印），左侧装订。
五、材料报送：申报材料需纸质材料和电子文档一并提交。
四、项目技术路线（方法）与进度2017.11-2018.1 资料查询2018.1-2018.2 元件购买2018.2-2018.3 电路设计2018.3-2018.5 开始制作2018.5-2018.7 调整参数与电路整理2017.7-2017.11 设计论文五、项目预期成果及说明（1）保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm、输入直流电压U1=15V时，调整负载使接收端输出直流电流I2=0.5A，输出直流电压U2≥8 V，尽可能提高该无线电能传输装置的效率η。
（2）输入直流电压U1=15V，输入直流电流不大于1A，接收端负载为2只串联LED灯（白色、1W）。
在保持LED灯不灭的条件下，尽可能延长发射线圈与接收线圈间距离x。
六、项目经费使用情况：支出科目金额备注各种元器件800焊锡50车费50书籍100合计：1000。
黑龙江电子设计大赛TI杯F题（无线电能传输装置）摘要：无线供电技术是最近几年发展起来的技术，这种供电技术可以透过所有非金属物质来传输电力，磁耦合谐振式无线供电技术可以使供电距离提升到米级的范畴，本论文设计了满足要求的无线电能传输装置的发射电路和接收电路，同时介绍了电路中所设计模块的工作原理及功能，根据设计制作出了无线电能传输装置。
通过改变谐振线圈的电容，电感，线宽等自身参数以及驱动信号源信号频率，驱动电压等外界参数可调节接收端输出特性。
关键词：磁耦合谐振式，无线电能传输，距离传输特性引言：目前，无线充电技术经过上百年的发展，已经从理论研究迈向了实际应用的阶段，市面上已有的产品遍及生活和工业的各个领域，自从美国麻省理工学院于2007年发表其研究成果后,磁耦合谐振式无线电能传输技术就成为了研究热点问题。
磁耦合谐振式无线电能传输技术在继承了可远距离传输的电磁波式和近距离传输的电磁感应式无线电呢过传输技术优点的同时，又克服了其不足。
传输距离方面：电磁波式传输距离最远，电磁感应式传输距离最短。
磁耦合谐振式传输距离适中，介于两者之间，在保证高效率的同时，突破了电磁感应式厘米、毫米等级限制；传输效率及功率方面：电磁波式因远距离传输在空气中损耗严重而效率较低，对应的传输功率也相对较低；电磁感应在毫、厘米距离范围内，传输效率较高，传输效率可达到千瓦级；磁耦合谐振式传输效率稍低于电磁感应式，功率在瓦至百瓦级，甚至更高；对周围环境的影响：大功率的电磁波式无线电能传输因空间中电磁波辐射，会对其周围环境产生较大影响；电磁感应式近似一个变压器的松耦合，对周围的环境影响较小；磁耦合谐振式是一种非辐射性耦合，在近场区内，仅对与其谐振频率相匹配的物体产生强耦合作用，而偏离谐振的物体影响则很弱。
一、方案论证与设计制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，其结构框图如图1所示。
图1 电能无线传输装置结构框图（1）保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm、输入直流电压U1=15V时，接收端输出直流电流I2=，输出直流电压U2≥8 V，尽可能提高该无线电能传输装置的效率η。
基于无线电能传输装置的设计【摘要】本文基于电磁谐振耦合的基本原理设计了一个无线电能传输装置，通过该装置能够将直流电能通过线圈耦合进行无线传输，且效率可调。
整个设计分为电能发射部分和电能接收两个部分。
发射部分主要将直流电源通过发射端电路产生振荡送到发射线圈，接收电路的接收线圈通过耦合将接收来到的交流电波进行整流和滤波。
发射线圈和接收线圈根据实际情况配合耦合电容绕制而成，可以实现电能无线传输。
通过调节谐振点改变谐振频率从而实现接收端功率的变化。
【关键词】无线电能传输;LC电路;电磁耦合;谐振频率1.引言无线电能传输（wireless power transmission，WPT）技术是当前电气工程领域最活跃的研究热点之一，同时正吸引其他学科开展交叉研究。
与传统供电方式相比，WPT技术的最大优点是实现了电能在电源与负载之间的无接触式传输，从而改变了电源到负载的接入方式。
而随着小型移动设备的发展和传统有线能量供应问题的突出，传统的电源线供电模式已不能满足人们对移动性及特殊场合的要求，因此无线电能传输技术成了研究热点。
无线电力传输系统具有能量传递方便、无电源线困扰等特性，在小型移动设备上有较大的应用前景。
2.整体电路概述本设计由控制电路，振荡级，高频输出级，发射线圈，接收线圈，接收电路组成，其系统基础部分框图如图1所示。
图1 无线电能传输系统基础框图发射部分与接收部分简化电路如图2所示。
图2 无线电能传输系统简化电路2.1 无线传输系统的工作原理根据电磁场理论，变化的电厂能够产生变化磁场，变化的磁场也能够产生变化的电场，这样电场和磁场两者互为因果，形成电磁场。
电磁辐射源产生的交变电磁场按照性质的不同分为远区场和近区场。
在远区场一部分电磁场能量脱离辐射源以光速向外辐射形成电磁波，因此远区场也成为辐射场;在近区场电磁场能量在辐射源距离小于λ/2π的区域属于近场区，大于λ/2π的区域属于远场区。
谐振耦合是指两个具有相同谐振频率的谐振体，由于频率相同能够高效的实现能量的传递。
小型无线电能传输装置设计与实现随着科技的快速发展，无线电能传输技术日益受到人们的。
在这种背景下，设计并实现一种小型无线电能传输装置，具有很高的实际应用价值。
本文将详细阐述这种装置的设计与实现过程。
无线电能传输技术是一种通过空间磁场或电磁波来传输能量的技术。
与传统的有线电能传输方式相比，无线电能传输具有很多优点，比如便捷性、安全性和环保性。
因此，无线电能传输技术在很多领域都有广泛的应用，比如电动汽车、智能家居和医疗设备等。
在小型无线电能传输装置的设计过程中，我们需要以下几个方面：电路设计、软件设计和硬件实现。
电路设计是整个装置的核心部分，它主要包括功率放大电路和振荡电路的设计。
在功率放大电路的设计中，我们需要考虑到放大器的增益、效率和线性度等因素，同时还需要对电路进行必要的测试和优化。
软件设计主要是指对装置的控制程序进行编写，包括对功率放大电路的控制、数据的采集和处理等方面。
硬件实现是指在电路板和元器件的选择、布局和连接等方面进行实际操作。
在实现过程中，我们遇到了很多问题，比如电路板的布局不合理、元器件的损耗过大以及电磁干扰等问题。
针对这些问题，我们采取了相应的解决方案，比如优化电路板的布局、选择低损耗的元器件和增加电磁屏蔽等措施。
最终，我们成功地实现了小型无线电能传输装置的研制。
这种小型无线电能传输装置在很多领域都有广泛的应用前景。
比如，它可以应用于无线充电领域，为手机、平板等移动设备提供便捷的充电方式；还可以应用于医疗设备领域，为植入式电子设备提供持续的电能供应。
这种装置还可以应用于智能家居、工业生产和军事等领域。
它的实现不仅提高了设备的便携性和安全性，还为很多新兴领域的应用提供了可能性。
小型无线电能传输装置的设计与实现具有重要的现实意义和广泛的应用前景。
我们相信，随着科学技术的不断发展和进步，这种装置将会在更多领域得到应用和推广。
我们也期待这种装置在未来能够实现更高的能量传输效率和更广的应用范围，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
无线电能传输装置的设计与分析作者：林柏林来源：《中国新通信》2015年第06期【摘要】无线电能传输是借助于电磁场或者电磁波进行能量传输的一种技术。
电能给人类带来巨大的发展和便利，然而错综复杂的输电线分布在生活的各个角落，既不美观又不方便，因此人类一直想要摆脱电线的束缚而能够实现电能无线传输的梦想。
本文章介绍了无线电能传输的几种方式，并通过比较他们的利与弊，选择最合适的方式，以追求最大的利益。
【关键词】无线电能传输谐振耦合 MRPT一、系统设计方案及论证1.1 无线电能发射部分发射电路作为无线电能传输传输系统中的重要组成部分该部分设计的好坏对总的传输功率也有着十分重要的影响。
因此在给系统中设计出一个高效的发射电路也是十分重要的一环。
本设计使用门极谐振电路驱动MOS管，其开关速度快，属于软开关，可以实现较低信号，产生较高电压来驱动MOS管，利于能量传输，效率高。
1.2 无线电能传输部分采用两个自谐振线圈。
电感线圈的设计和制作方法中我们了解到在高频状况下，线圈匝间电容和集肤效应将会是导致电阻增加而造成Q值降低，在空心电感的设计上都是应该考虑的。
但这些因素恰恰是引起线圈谐振所必需的，在谐振耦合中好似加以利用的。
另外提到有关线圈电感量计算公式中，都没有关于线圈所用绕线直径方面的内容，这就表明了线圈的电感量与线径无关。
但实际上，线径大小虽然不影响线圈的电感量，却对线圈性能有影响。
也就是说，线径越细，线圈的等效串联电阻就越大，Q值就越低，线圈性能就越差。
1.3 无线电能接收部分无线电能的接受由三大部分组成，分别是整流电路、滤波电路和稳压电路。
整流是为了方便接收线圈将高频率的正弦交流电压转化成我们负载所需要的电压。
整流有半波整流和桥式整流。
通过实验比较可知，桥式电流的效率以及对二极管的保护能力相对于其他方案要占优势一些。
虽然整流可以将高频的交流电压转化为直流电压，但是输出电压会由很大的脉动成分，这样在给谐波进行供电时会受到很大的谐波干扰，因为我们还需要滤波。
认知无线电硬件平台的设计与实现的开题报告一、选题背景无线电技术在通信、导航、雷达、无人机等领域有着广泛的应用。
而无线电技术的研究和应用往往需要一个稳定的平台，供研究人员和工程师进行实验和测试，从而不断优化和改进技术方案。
然而，市场上现有的无线电硬件平台大多存在着一定的局限性，比如成本高昂、功能受限、易受干扰等。
因此，设计一个高性能、灵活、可扩展的无线电硬件平台成为了一项重要的任务。
本项目旨在设计和实现一种通用的认知无线电硬件平台，通过利用软件定义无线电（Software-Defined Radio, SDR）技术来实现对广泛频谱范围内的无线信号进行采集和分析。
二、研究内容和目标1.研究现有无线电硬件平台的特点和不足，分析其应用场景和需求。
2.了解和熟悉软件定义无线电技术和相关开发平台，选择合适的平台和组件。
3.设计和实现一套基于软件定义无线电技术的通用认知无线电硬件平台，支持广泛频谱范围内的无线信号采集和分析。
4.测试并优化认知无线电硬件平台的性能和可扩展性，提升其适用性，为无线电技术研究和应用提供更好的实验平台。
三、技术路线和方法1. 了解和熟悉软件定义无线电技术和相关开发平台，掌握GNU Radio、USRP、HackRF等开源组件的使用方法和特点。
2. 基于市场分析和用户需求，设计和实现一个通用的认知无线电硬件平台，包括硬件和软件两部分。
3. 硬件平台方面，选择合适的射频前端和控制板，如LimeSDR、BladeRF、Nuand B200等，搭建一个可拓展的系统架构。
4. 软件平台方面，采用GNU Radio等开源软件平台，搭建一个符合实际应用场景的认知无线电系统，实现频谱扫描、信号接收、信号解调与分析等基本功能。
5. 优化硬件和软件的性能和可扩展性，进一步推进平台的发展和应用，为无线电技术的研究和应用提供更好的实验平台。
四、预期成果1. 设计和实现一套基于软件定义无线电技术的通用认知无线电硬件平台，具有较高的性能和可扩展性。
本科毕业设计论文开题报告题目：电能无线传输装置的硬件设计作者姓名指导教师专业班级学院信息工程学院提交日期电能无线传输装置的硬件设计姓名：专业班级：1 课题研究背景及意义人类社会自第二次工业革命以来，便进入了电气化时代。
大至遍布世界各地的高压线、电网，小至各种各样的家用电气设备，传统的电能传输主要通过金属导线点对点，属于直接接触传输。
这种传输方式使用电缆线作为媒介，在电能传输的过程中将不可避免的产生一些问题。
例如尖端放电、线路老化等因素导致的电火花，不仅会使线路损耗增大，还会大大降低供电的可靠性和安全性[1]，且会缩短设备的寿命。
在油田、钻采矿井等场合，用传统的输电方式容易由于摩擦而产生微小电火花，严重时甚至引起爆炸，造成重大的事故。
在水下，导线直接接触供电还有电击的危险[2-4]。
这一系列的问题都在呼唤着一种摆脱金属电缆的电能传输方式，即无线电能传输。
无线电能传输（WPT）是一种有效的新型电能传输方法，通过无线电能传输，不需要使用电缆或其他实物就能进行电能的传输，电能可以通过短距离耦合，中等范围的谐振感应和电磁波感应传输，在很难使用传统电缆的地方也可以实现电能传输[5]。
实现无线电能传输，将使人类在电能方面的应用更加宽广和灵活。
电能的无线传输技术将开辟人类能源的另一个新时代,给大众带来非同凡响的意义和影响根据传输原理的不同。
无线电能传输方式按传输原理的不同可分为电磁感应式、电磁共振式以及电磁波辐射式三种。
作为无线电能传输的三种主流方式，它们都有各自的优势与不足。
一般来说，电磁感应技术比较具有实现性，且已应用于当前各种电子产品，它的优点是能量的传输效率较高，但存在传输距离短，发热大，线圈对准困难等问题；电磁波传输能够实现远距离传输，但是现阶段效率过低，另一方面传输过程中的介质也会对电磁波产生影响；磁耦合谐振无线电能传输中和了上述两种传输方式，具有中中等距离传输和较高效率的特点，因而受到的关注较多。
2 无线电能传输研究发展2.1 无线电能传输国外研究发展19世纪30年代，迈克尔·法拉第提出电磁感应定律，即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中会有电流产生。
19世纪90年代，被称为无线电能传输之父的尼古拉·特斯拉第一次提出无线电能传输的构想，并于1899年演示了无导线的高频电流电动机，但出于效率与安全的考虑，这一技术就此搁置[6]。
20世纪20年代，日本的H.Yagi和S.Uda发明了八本·宇田天线，可用于无线电能传输的定向。
20世纪60年代，雷声公司（Raythheon）的布朗（W.C.Browm）设计了一种半波电偶极子半导体二极管整流天线，此天线效率高且结构简单，由此完成了32.45GHz微电波驱动直升机的实验[7-8]。
后来，他又进行了室内微波能量传输实验，实现了90%的微波-直流能量转换效率。
自Brown的实验成功以后，无线电能传输技术引起了广泛的关注。
1968年，Peter Glaster提出通过构建太空太阳能为地球无线传输能源的设想。
1975年，在美国宇航员的支持下，开始了无线电能传输地面实验的5a计划。
近几年，无线电能传输技术的发展更为迅猛。
2007年，美国麻省理工学院的马林·索尔贾西克（Marin Soljacic）等人在无线电能传输方面取得新进展，他们用两米外的一个电源，“隔空”点亮了一盏60w的灯泡[7-8]。
2009年，TI和Fulton（eCoupled技术）公司合作开发用于控制非接触式充电的电源芯片。
2011年，在东京举行的安防用品会展上，松下集团推出了一款无线充电的太阳能电池板。
2012年，Lockheed Martin公司研发出激光无线充电系统。
2.2 无线电能传输国内研究发展无线能量传输技术在国内的起步较晚。
1994年，电子科技大学的林为干院士第一次将微波输能技术引入到国内。
之后，中科院电工所进行了相关的理论研究。
1998年，上海大学利用微波输能实现了对管道机器人的供能。
2001年，西安石油学院的李宏发表了第一篇关于感应电能传输技术在感应电机机车上应用的可行性的文章。
同年，重庆大学孙跃教授开始对无线电能传输技术的研究，且重庆大学与新西兰奥克大学展开了合作，进行更深层次的学术交流。
2003年，重庆大学郑小林、皮喜田等对无线电能传输用于体内诊疗装置进行了研究。
2007年，孙跃教授研制出了感应耦合无线输电装置，可同时向多个设备实现600到1000W 的电能传输，效率高达70%。
2009年四川大学使用平面天线和接收整流阵列，实现200m 的长距离无线电能输送实验[9]。
2013年3月中科院上海微系统所实现了0.6m 距离的磁共振耦合能量传输，效率达50%。
随着技术的成熟与进步，越来越多的科研机构及高校开始了关于无线电能传输技术的研究。
研究进一步深入，研究领域也逐渐扩大。
3 主要研究内容本课题主要对基于磁耦合谐振的无线电能传输系统展开研究。
首先完成此系统的设计，制作硬件电路，再分析影响传输距离与效率的因素，并通过改进与调试，实现传输距离与传输效率的最优化。
3.1 磁耦合谐振无线电能传输机理3.1.1 磁耦合一个线圈的电流变化在相邻的线圈产生感应电动势,它们在电的方面彼此独立,之间的相互影响是靠磁场将其联系起来的,这种现象称为磁耦合。
能量传输的效率和传输的距离主要取决于耦合的效率。
自感磁通链和互感磁通链两部分相加即是耦合线圈中的磁通链，耦合线圈的磁通链与施感电流呈线性关系，是各施感电流的磁通链叠加得到的结果。
若两个耦合电感，L 1和L 2中有变动电流，各电感中的磁通链将会随着电流变化而变化[10]。
设耦合电感L 1和L 2的电压和电流，分别为1u 、1i 和2u 、2i ，且方向都为关联参考方向，互感是M ，则两个耦合电感的电压、电流的关系为：dt di dt di u dt di dt di u 12222111M L M L ±=±= （3-1）耦合系数定量地描述了两个耦合线圈的耦合紧疏程度，用k 表示，有 1k 21d e f ≤=L L M (3-2) k 的大小，两个线圈的相互位置、结构以及周围的磁介质有关系。
调整或改变他们的相互位置，可以改变耦合因数的大小；当L 1和L 2一定，也就相应改变了互感M 的大小。
3.1.2 传输系统原理下图3.1为磁耦合谐振式无线电能传输系统的框图。
该系统主要是由能量发射端及能量接收端组成。
能量发射端以直流作为功率输入，经过逆变后形成了高频激励源，使与之直接相连的源线圈产生谐振，且在源线圈的周围形成了交变磁场。
发射线圈通过感应源线圈的交变磁场与之形成共振。
这样，能量就通过源线圈传送到发射线圈，再经发射线圈传递出去[11]。
能量接收端有两个线圈，分别是接收线圈和负载线圈。
接收线圈在收到发射线圈传递过来的能量后，再传送图3.1 磁耦合谐振式无线传能系统框图给负载线圈。
负载线圈之后连接能量变换电路，使高频交流功率转换成直流功率，供给后面的用电负载使用[12]。
3.2 系统方案初步设计3.2.1 系统整体设计系统由发射装置电路、接收装置电路、单片机控制部分、驱动电路、辅助电 源电路和整流电路组成，如图3.2所示。
主电路输入直流电压，电能通过发射装置发射出去，接收装置接收后通过整流电路将电能提供给负载。
控制电路由单片机控制系统组成，单片机产生PFM 和PWM 信号，控制开关管的导通和截止，产生方波信号，单片机通过A/D 对输入电压进行采样并通过液晶屏显示出来。
K60 单片机图3.2系统整体框图3.2.2 发射电路方案一：采用桥式串联谐振电路，电路由直流电源Vcc、四个开关管以及串联LC谐振网络组成。
其原理图如图3.3所示。
图3.3 桥式串联谐振电路原理图电路正常工作时需要两个相位相反的驱动脉冲分别控制两组开关管。
T1和T4开关管由一个驱动脉冲控制，T2和T3开关管由另一个驱动脉冲来控制。
此设计电源利用效率高，但是采用四个开关管，结构复杂，体积较大，成本较高，控制复杂而且驱动电路复杂，导通损耗也相对较大。
并且不能出现同一桥臂的开关管同时导通，因此对同一组开关管参数的一致性要求高。
方案二：采用D类功率放大电路发射，其电路原理图如图3.4所示。
图3.4 D类串联谐振电路原理图T1和T2为两个参数相同的开关管，L和C为输出端的串联谐振回路。
加在开关管上的驱动信号相差180°，驱动信号采用矩形波，因为其激励效率更高。
半桥发射电路由于只需要两个开关管，体积相对较小、结构简单并且控制较容易。
而且输出功率也不会太低。
比较上述两种方案，方案二更简便，更易实现，较符合实际情况。
因此，选择方案二。
如图3.5为发射电路的初步设计方案。
图3.5 发射电路原理图电路中，加在开关管上的驱动信号为互补的方波，为防止两管同时导通，两方波之间加有死区时间。
当T1管闭合时，T2管断开，选频网络及负载上的电压为电源电压Vcc减去T1管的饱和压降；当T1管断开，T2管闭合时，选频网络及负载上的电压为T2管的饱和压降。
由于输出回路的选频作用，输出电压就是正弦波的电压，频率为驱动信号的基频[13]。
当开关频率调节到与谐振频率相差不多时，LC串联回路发生谐振。
3.2.3 整流电路模块设计方案一：单向半波整流电路，半波整流是一种利用二极管的单向导通特性来进行整流的常见电路，除去半周、下半周的整流方法。
方案二：单向全波整流就是对交流电的正、负半周电流都加以利用，输出的脉动电流，是将交流电的负半周也变成正半周方案三：桥式全波整流利用四个二极管，两两对接。
输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通。
桥式全波整流电源利用率高，输出的直流电压较高.输出电压脉动小，正负半周均有电流流过[14]，所以采用桥式全波整流电路的效率相比其他两种电路最高，在体积相同的情况下，功率容量最高，因此其总体性能优于单向半波和单向全波整流电路。
所以该系统采用桥式全波整流。
图3.6桥式全波整流电路3.3 影响传输距离和效率的因素初步分析3.3.1 谐振频率谐振频率是磁耦合谐振无线电能传输系统中的一个非常重要的指标。
提高线圈的谐振频率，增大谐振线圈之间的互感，减小谐振线圈的内阻，是提高系统传输能效的关键举措[15]。
但因为趋肤效应，提高谐振频率会使增大线圈内阻，因此，谐振频率并不是越大越好。
怎样选取共振频率，使系统的传输能效达到最大，是磁耦合无线电能传输系统下一步需要解决的问题。
3.3.2 线圈参数以工程中常用的漆包线绕制的螺旋线圈为对象，分析线圈参数对传输距离的影响。
在发射线圈与接受线圈同轴防止，且都为为螺旋线圈时，谐振耦合无线电能传输的距离与互感的关系为[16] 32215.021021122r r n n D M M M ）（）（πμ=== (3-3)式中，n 1、n 2 分别为发射线圈与接收线圈的匝数；r 1、r 2 分别为发射线圈与接收线圈的半径；D 为线圈之间的距离。
