CN202309240U - 用于电能无线传输的正弦振荡电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供两种用于电能无线传输的正弦振荡电路，主要由三极管、电阻、电容、电感组成，该电路具有所用元件少，结构简单，输入电压范围宽等优势，能实现高效率，低成本的要求。

Description

用于电能无线传输的正弦振荡电路

技术领域

本实用新型电路涉及电能无线传输领域。 

背景技术

目前，科技的发展主宰着社会的未来，而电能在社会的发展中起着举足轻重的作用，自然它的传输也备受人们的关注，然而从它的发明到现在，大多采用有线传输，随着各种电子产品进入人们的生活，它们必然带来了各种充电器及各种用于充电的连线，无形中给人们带来了许多不便，从而要求一种新的传输方式来解决这一种不便，无线传输就在这种环境中产生。电能的无线传输主要靠磁耦合与谐振的感应来完成，目前电能无线传输主要缺点是高成本与低效率。 

发明内容

为了克服高成本低效率的缺点，本实用新型提供两种可用于电能的无线传输方案来解决此问题，这两种方案都能实现电能的无线传输，且都具有低成本高效率的优势。它们都由正弦振荡模块和感应模块组成，其中振荡模块的电感线圈具有无线传输电能的功能。这两种电路方案的主要区别在于振荡模块的不同。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案1：是由P(positive)型三极管、电阻、电容、电感、二极管、双向瞬态电压抑制器组成的正弦振荡电路，正弦振荡电路模块的连接为：三极管的集电极串联一个电感到电源的负，电感两端并联一双向瞬态电压抑制器；三极管的发射极串联一个电阻连到电源正；三极管的基极串联一个二极管，二极管的另一端通过两个分压电阻，给三极管提供静态工作电压；三极管集电极与发射极之间并联一个电容，三极管发射极和负之间连有一个电容。感应模块的连接为：电感两端连接一个整流桥，通过一电容滤波后输出。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案2：是由N(native)型三极管、电阻、电容、电感、二极管、稳压管组成的正弦振荡电路，正弦振荡电路模块的连接为：一个电阻和二极管串联后一端连在三极管的发射极，另一端连到电源的负，此电阻并联一个电容，三极管的集电极串联一个电感连到电源的正，此电感再并联一个电阻和一个电容；三极管的基极通过一个电阻和电源的正相连，并通过另外一个电阻串联到一个电容，此电容再串联一个电感和电源的负相连，两个稳压管反向串联后一端连在三极管的基极，另一端连到电源的负。感应模块的连接为：电感两端连接一个整流桥，通过一电容滤波后输出。 

本实用新型的有益效果是，能实现低成本，高效率的无线能量传输，并具有电路元件少，结构简单的特点。 

附图说明

图1是无线传输系统方块图 

图2是技术方案1的正弦振荡电路图 

图3是技术方案2的正弦振荡电路图 

图4是技术方案1和2的接收模块电路图 

具体实施方式

本实例的无线电能传输包括正弦振荡模块与感应模块，感应模块通过磁电感应与谐振感应从正弦振荡模块中吸收能量，从而实现电能的无线传输。 

请参照图1，其为本实用新型的无线传输系统方块图，无线电能传输包括正弦振荡模块(1-A)，感应模块(1-B)。振荡模块的输入电压由三极管的耐压决定，选用高耐压的三极管，把市电整流后就可以直接作为正弦振荡模块的输入，就不需要高压直流电到低压直流电的变换，从而可进一步降低成本，感应模块通过感应振荡模块的能量，有两种感应方式，一种为电到磁，磁到电的感应，另一种为谐振感应，振荡模块是无线电能传输的核心部分，它直接影响着无线传输的距离与效率。 

请参照图2，其为本实用新型技术方案1的正弦振荡电路图，电阻R5及R6为三极管Q2提供静态偏置电压，影响三极管的静态工作点，调节静态工作点，使三极管处于放大状态，从而保证正弦波的输出不失真。电阻R6起限流作用，电感L2与电容C4及C5主要决定了正弦振荡的频率，无线传输中我们使用的频率一般是10KHz至100MHz。双向瞬态电压抑制器TVS(Transient Voltage Suppressor)起限幅作用，防止振荡幅度过大，从而达到控制振幅的目的。二极管D4为了防止振荡过程中，过高的反相电压把三极管从基极到发射极反相击穿，从而起到保护三极管(Q1)的作用。 

在实际运用中，为了降低成本，振荡器的输入电压VCC2，我们可用市电经过全桥整流或半桥整流来获得，这时三极管Q2的耐压一般选择大于350V，调节电阻R5及R6的阻值，使三极管处于放大状态，Q2的放大倍数越大越容易起振，但太大也容易饱和，容易损坏三极管。电感L2的大小随振荡的频率而定，频率越高，感量可相对较小，为了获得较大的感量，电感L2可用在铁芯上绕多圈漆包线来获得，也可在空气中绕更多的圈数来获得，在振荡过程中最好做到振荡不失真，电感的电流不饱和。 

请参照图3，其为本实用新型技术方案2的正弦振荡图，电阻R2为三极管Q1提供静态偏置电压，电阻R4稳定静态工作点，防止静态工作点随温度漂移，电容C3起交流旁路作用，使交流信号从电容通过，对三极管放大倍数有一定的影响，有利益于起振，电感L1-2与电容C2主要用于调节振荡频率，电阻R3限制振荡电路基极电流，防止正弦振荡失真，电阻R1当在三极管Q1不导通时有一定的放电作用，二极管D3防止振荡时反相电压对三极管(Q1)的影响，同时可以提高三极管Q1基极电压，对防止失真有一定的效果，稳压二极管D1及D2反相连接，组成限幅电路，防止基极电压过高。 

在实际运用中，为了降低成本，振荡器的输入电压VCC1，我们可用市电经过全桥整流或半桥整 流来获得，这时三极管Q1的耐压一般选择大于350V，三极管Q1尽量选择放大倍数大的，容易起振。图3的电路有两个重要的地方，在实际制作时一定要注意，其中的一个重点为稳压二极管D1及D2的选择，稳压值选的太高，达不到限幅的作用，振荡时可能会损坏三极管Q1；稳压值选的太低，正弦振荡会失真；另一个重点为电感(L1)的制作，电感L1-1一般为电感L1-2四十多倍，电感L1-1一般在铁芯(铁芯一般用铁锰锌的成分，能用于高频)上绕十多圈，电感L1-2一般在同一个铁芯上绕四百多圈，在电路中连接时注意线圈的同名端，要构成正反馈电路，否则不会振荡。 

实用新型技术方案1与2的正弦振荡电路，使用时一定要注意电感不能饱和，否则过大的电流要不烧掉三极管，要不产生大量的热，使无线传输效率降低。正弦振荡不要失真太大，否则也会影响传输效率。 

请参照图4，其为本实用新型技术方案1与2的感应电路，由接收线圈L3、全桥整流二极管D5、滤波电容C6组成。调节接收线圈L3的圈数，可调节输出电压VO的值。 

Claims (3)

1.一种可用于电能无线传输的正弦振荡电路，其特征是：由三极管、电阻、电容、电感、二极管组成。

2.根据权利要求1所述的正弦振荡电路，其特征是：由P型三极管组成的电路其连接为，三极管(Q2)的集电极串联一个电感(L2)到电源的负，电感两端并联一个双向瞬态电压抑制器(TVS)，三极管的发射极串联一个电阻(R6)连到电源正极，三极管的基极串联一个二极管(D4)，二极管的另一端通过两个分压电阻(R5，R7)，给三极管提供静态工作电压，三极管集电极与发射极之间并联一个电容(C4)，三极管发射极和电源负极之间连有一个电容(C5)。

3.根据权利要求1所述的正弦振荡电路，其特征是：由N型三极管组成电路其连接为，一个电阻(R4)和二极管(D3)串联后，一端连在三极管(Q1)的发射极，另一端连到电源的负，此电阻并联一个电容(C3)，三极管的集电极串联一个电感(L1-1)连到电源的正，此电感并联一个电阻(R1)和一个电容(C1)，三极管的基极通过一个电阻(R2)和电源的正相连，三极管的基极通过另一个电阻(R3)，此电阻的另一端串联一个电容(C2)，此电容再串联一个电感(L1-2)和电源的负极相连，两个稳压管(D1，D2)反向串联后一端连在三极管的基极，另一端连到电源负极。 

Images