聚豐項目 > 基于IDT的無線電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計
本團隊基于IDT無線無線充電套件原理，進行重新設(shè)計，實現(xiàn)多負載無線充電，并且能夠一充多，擴展充電平臺，為無線充電的應(yīng)用提供了更好的應(yīng)用場景。制作出的多負載諧振式無線充電平臺有以下幾點創(chuàng)新點： （1）多負載，可拓展，任意移動。（2）安全性高。（3）高效率低損耗。（4）智能化。 肯請各位指導(dǎo)老師指點。（本項目采用的是IDT 15W無線充電開發(fā)套件，因為通訊協(xié)議修改復(fù)雜，鑒于時間及技術(shù)問題，目前只進行了核心功率傳輸部分改進）
tedtom
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團隊成員
tedtom 學(xué)生
IDT公司在無線充電領(lǐng)域具有強大的實力，其產(chǎn)品用于三星最新一代手機中，得到了廣泛的應(yīng)用驗證。很榮幸能夠得到該公司最新的15W無線充電模塊。本項目基于該模塊基礎(chǔ)原理，進行了大量的電路、線圈再設(shè)計。為便于從結(jié)構(gòu)上較為直觀的對比多負載無線電能傳輸系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單負載無線電能傳輸系統(tǒng)區(qū)別，本節(jié)首先對傳統(tǒng)的單負載無線電能傳輸系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)及原理進行簡單的介紹。
圖1-3-1 IDT單負載15W WPT系統(tǒng)圖
一種常見的傳統(tǒng)的單負載無線電能傳輸系統(tǒng)主要包括由原邊能量發(fā)射機構(gòu)和副邊能量拾取與變換機構(gòu)：原邊能量發(fā)射機構(gòu)可由功率因素校正電路、高頻逆變電路、原邊諧振補償電路及原邊磁能發(fā)射線圈組成，該部分主要負責(zé)將市電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，以提高整個系統(tǒng)在空中的磁場強度來增強系統(tǒng)的功率傳輸能力，而副邊磁能拾取線圈、副邊諧振補償電路、整流電路、功率調(diào)節(jié)電路及負載構(gòu)成副邊能量拾取與變換機構(gòu)，該部分主要負責(zé)通過副邊線圈拾取空氣中原邊磁能線圈發(fā)射的高頻能量后經(jīng)過電能轉(zhuǎn)換為負載無線供電，其中原副邊磁能線圈之間是采用松磁場耦合連接，原邊磁能發(fā)射線圈和副邊磁能拾取線圈組成一個松耦合變壓器，且系統(tǒng)中原副邊線圈之間可以根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境的不同保持相對靜止、相對轉(zhuǎn)動或相對滑動，常用的原副邊線圈的形狀相應(yīng)地可體現(xiàn)為導(dǎo)軌型、平面螺旋型、螺線管型、六邊型、四邊型等。此外在選擇與設(shè)計松耦合變壓器時，為了通過增強原副邊磁能線圈的耦合程度從而提高無線電能傳輸 系統(tǒng)的功率傳輸能力，目前常采用的主要有兩種基本的方法：一方面通過改進原副邊線圈的結(jié)構(gòu)來提高其耦合系數(shù)，如增加磁芯或采用多層線圈結(jié)構(gòu)；一方面通過對系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)優(yōu)化提高功率傳輸能力，減少系統(tǒng)損耗。通過實際上電實驗，發(fā)現(xiàn)該樣機在輸入12V可以實現(xiàn)15W輸出，但是仍舊有一定的發(fā)熱等問題，針對該樣機的詳細測評將在之后進行。
IDT 15w無線充電套件電路圖
最新的15w套件采用s/sp補償網(wǎng)絡(luò)，零相位角輸入，mos作為整流開關(guān)更加降低了整流損耗，所以整機效率較高。
本次參賽作品核心PCB硬件圖，包括單片機控制、150kHz高頻逆變、采樣、藍牙通訊、短路反接保護等等功能
微信公眾號 搜索充電站界面 微信公眾號主界面
采用GPS+藍牙Ibeacon+定位搜站，充分發(fā)揮電子設(shè)備的智能化，不用裝app，僅僅關(guān)注微信公眾號即可定位搜索到最近的無線充電平臺。
IBEACON技術(shù)能夠讓用戶搖一搖就找到附近的充電站，微信公眾號采用小程序，做出類似滴滴打車功能，實現(xiàn)隨時隨地找到最近的無線充電站，為商業(yè)應(yīng)用提供充分的技術(shù)支持。由于app耗電且需要安裝，不能體現(xiàn)輕松自由充電，故未制作app。
基礎(chǔ)多負載位置尋優(yōu)算法框圖，采用DSP進行編程
無線充電系統(tǒng)的軟件設(shè)計盡量簡單人性化，考慮到真實的用戶需求，所以我們沒有制作app等上位機平臺，目的是為了讓技術(shù)真正地方便大家，用一充多/自由充，真正地讓大家體會到無線充電的意義所在，讓人們使用科技但是忘卻科技，極簡設(shè)計，放上即沖，擺放位置更加自由。而不是像以往的Qi產(chǎn)品，必須精準擺放在特定位置一充一。
應(yīng)用場景示意圖
只需要將電子設(shè)備放在具有無線充電范圍的桌面上即可實現(xiàn)充電。如果成為產(chǎn)品，應(yīng)用于公交車站、餐飲店、各種會議桌，大家可以在吃飯、等公交、等火車飛機的途中實現(xiàn)隔離式的安全無線充電，不需要擔心傳統(tǒng)電源的電火花擊穿、USB線信息泄露等安全問題，同時電子設(shè)備也可以更好地做到密封，達到更高等級的防水等級，尤其像電動牙刷、電動剃須刀、手機等可能需要在潮濕環(huán)境中應(yīng)用的產(chǎn)品最為適合。
感謝各位評委老師的評審！感謝實力強悍的IDT公司以及電子發(fā)燒友對項目的大力支持！
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