3。1。1  基本思路 9

3。1。2  设计指标 10

3。1。3  电磁耦合能量传输电路框架 11

3。2  电磁耦合能量发送电路的设计 12

3。2。1  电磁耦合高频逆变电路的设计 12

3。2。2  功率放大电路的设计 13

3。2。3  电磁耦合能量发送电路的设计 18

3。2。4  功放电路供电源的设计 19

3。3  电磁耦合能量接收电路的设计 21

3。3。1  整流电路的设计 22

3。3。2  稳压电路的设计 23

3。4 PCB 设计 26

第四章  电磁耦合能量无线传输电路测试 29

4。1  发送信号频率检测 29

4。2  发送源信号的检测 29

VII

4。3  小结 31

结论 32

致谢 33

参考文献 34

第一章  绪论

1。1  背景和意义

自从 1831 年法拉第发现电磁感应现象之后，我们的生活进入了电能的时代。生 活中随着科技的进步，我们的生活被大量的电子产品(如笔记本、电脑、手机。传统电 子设备供电的方式为：通过一根导线将电能从供电设备传送给用电设备。随着科术的 不断发展，电子产品在我们日常生活中的作用越来越重要，使得使这种传统导线供电 方式的缺点更加突出。目前大概存在以下缺点：

（1）影响美观：大量的传输电缆、电线，横跨街道路口，小区门口，不仅影响 城市环境的美观，也存在着安全问题；各种家用设备如：电动剃须刀、相机、手机、 电饭煲、电视机、电风扇、冰箱的充电线路连在一起时也影响着家庭的美观；对于那 些频繁使用的电子设备则会存在电路接口出现接触不良的问题。

（2）安全问题突出：在矿井、油田钻采等某些特殊场合，若采用导线对用电设 备直接供电，在接触的时候容易摩擦生电，会导致爆炸等重大事故；水下场合，采用 导线直接供电会存在电击的危险；对于运动类型的设备，如电气化列车、无轨电车， 给该类产品充电时，存在导线裸露、磨损、老化、接触电阻大、产生火花等问题，而 这些问题的出现也会给设备带来毁灭性的灾害，同时在一定层度上也对人们的生命安 全造成威胁。

（3）不能给某些医疗设备供电：随着医学的发展，出现了许多难以直接充电的 人体医疗设备，如心脏起搏器、药物泵等。这些设备的出现给导线直接充电带来了很 大的挑战。对于与这些设备，如若采用导线直接充电，会给病患带来极大的痛苦。

（4）缓冲能源危机：随着能源的日益消耗，能源问题变得越来越重要，急需找 到一种绿色无污染的能源来替代煤和石油。各个国家已经将目标指向了太空中的太阳 能，通过在太空中建造太阳能收集电站，然后通过电磁波或者激光将能源传送回地球。

无线能量传输技术（Wireless Power Technology，简称 WPT）是将能量在发射电 路端进行频率调整和转换，并通过发送线圈将能量发射向空间，在接收电路端通过接 收线圈将接收到的能量经过转换电路转化为电能的一种为设备提供能量的技术。整个 过程不存在导线，所以称为无线能量传输。可通过电磁感应、电磁波、磁共振等方式进行能量传输。不存在导线接触不良、导线磨损、导线摩擦产生火花等问题。相对于 采用导线进行能量传输，无线能量传输技术具有传输距离大、同等传输距离下，能源 传输效率高的特点。