CN203243124U - 基于无线电能传输技术的电水杯 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种基于无线电能传输技术的电水杯的设计，主要由发射装置：包括正弦信号发生电路、信号放大电路、发射线圈；接受装置：包括接收线圈、桥式整流电路、两部分组成；由于该电水杯可由两个在空间上相互独立的部分组成，从而使发射装置输入5V电压后，接收装置可以通过空间电磁场耦合接收电能，使电水杯稳定工作；本实用新型克服了传统上电水杯安装后电线裸露在外面的现状，利用了无线电能传输技术设计了一种电水杯，不仅提高了生活的美感，而且使人们远离电线带来的危险，具有安全、便捷、使用灵活的优点，是一种绿色环保能源。

Description

基于无线电能传输技术的电水杯

技术领域

无线电能传输技术作为一种新的电能传输技术，使人们在电气化生活中摆脱了电线的束缚。无线电能传输就是应用物理原理实现了非辐射性无线能量的传输，即两个相同频率的谐振物体将会产生很强的相互耦合，而与远离谐振环境的物体有较弱的交互，从而两物体间发生谐振，实现了电能的传输。 

本实用新型是对无线电能传输技术的直接应用，通过对发射装置、接受装置、两部分的设计，使电水杯能稳定工作，为人们的生活带来了方便。实现了电能传输的无线化和节能环保的技术理念。 

背景技术

人类进入电气时代以来，生活便再也离不开电，由于电能储存技术的限制，我们的电气化生活总是被一根电线所束缚。电线的长度成了人们生活的半径，电线再一次成为了人类的枷锁。而电力无线传输技术的实现的意义不言而喻。 

本实用新型电水杯就是利用了无线电能传输技术，使人们远离电线带来的危险，具有安全、便捷、使用灵活的优点，是一种绿色环保能源。它可应用于众多领域，例如办公、家庭生活等，在不久的将来必将得到广泛的应用。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是为人们的生活提供一个便携、灵活、绿色的冷水加热装置。它由发射装置和接收装置两部分组成，发射装置：包括正弦信号发生电路(2)、信号放大电路(3)、发射线圈(4)；接收装置：包括接收线圈(5)和桥式整流电路(6)；通过这两部分，可使电水杯正常工作。其中，这两部分的连接关系是：正弦信号发生电路(2)与信号放大电路(3)连接；信号放大电路(3)与发射线圈(4)连接；接收线圈(5)与桥式整流电路(6)连接；桥式整流电路(6)与电水杯连接。 

本实用新型采用的技术方案是： 

芯片MAX038产生正弦信号。 

基于BLF175的放大电路对正弦信号进行放大。 

发射线圈与接收线圈设计参数均为直径200mm，线径0.8mm，匝数8圈，线圈谐振频率为9MHz，两个线圈发生耦合谐振，实现能量的无线传输。 

采用桥式整流电路对接收侧的交流进行整流，从而输出直流信号到电水杯。 

整个设计系统组成如下：发射装置：包括正弦信号发生电路(2)、信号放大电路(3)、发射线圈(4)；接受装置：包括接收线圈(5)、同步整流电路(6)。 

本实用新型要实现的功能是：通过对整个系统输入5V电压，使12V，功率4W电水杯正常工作，实现电水杯的无电线化。 

附图说明

图1是设计系统的整体框； 

图2是基于MAX038的信号发生电路； 

图3是基于BLF175的放大电路； 

图4是发射线圈； 

图5是接收线圈； 

图6是桥式整流电路。 

具体实施方式

下面结合实例和附图对本实用新型电水杯做出详细说明。 

如图2所示，芯片MAX038由5V电压供电，输出频率可由外接振荡电容器COSC的容量、参考电流IIN及频率调节电压VFADJ决定，接在REF(+2.5V)和FADJ之间的可变电阻RF可调整频率，本实用新型设计的参数如图，可输出频率范围为0.1MHz～28MHz正弦信号，波形的输出幅度为2V(P-P)。 

如图3所示，基于BLF175的宽带线性放大器，工作频率范围在1.6～28兆赫兹，系统阻抗50Ω。可对MAX038输出的正弦波进行放大，输出端的输出功率为30W PEP，能有效地降低晶体管的非线性传输特性导致的互调失真。从而，把放大的正弦波提供给发射线圈。 

如图4所示，发射线圈(4)，设计参数均为直径200mm，线径0.8mm，匝数8圈，由此可推出线圈谐振频率为9MHz。调谐发射线圈的输入频率为9M，使发射线圈与接收线圈 之间发生耦合谐振。从而，保证了能量传输的距离最大，效率最高。 

如图5所示，接收线圈(5)，设计参数与发射线圈(4)相同。可输出交流电压到同步整流电路。 

如图6所示，桥式整流电路(6)，采用快恢复二极管RF102构成，其末端还接有R1、C1组成的滤波电路，将交流电变成直流电，最后接入LM7812三端稳压模块，从而输出稳定的12V直流电压。 

综上所述：发射装置接通5V电源，调节信号发生器输出的频率为9MHz，通过设计的发射线圈、接收线圈和整流电路可实现对电水杯的无线供电，从而使电水杯的使用便捷。 

Claims (5)

1.基于无线电能传输技术的电水杯，其特征在于设置有：发射装置：包括正弦信号发生电路(2)、信号放大电路(3)、发射线圈(4)；接收装置：包括接收线圈(5)和桥式整流电路(6)；通过这两部分，可使电水杯正常工作；其中，这两部分的连接关系是：正弦信号发生电路(2)与信号放大电路(3)连接；信号放大电路(3)与发射线圈(4)连接；接收线圈(5)与桥式整流电路(6)连接；桥式整流电路(6)与电水杯连接。 

2.根据权利要求1所述的基于无线电能传输技术的电水杯，其特征在于，通过所述电路(2)中芯片MAX038及外围电路的设计，输出频率可由外接振荡电容器COSC的容量、参考电流IIN及频率调节电压VFADJ决定，接在REF和FADJ之间的可变电阻RF可调整频率，其调节频率范围广、速度快、精度高，可实现功能：输出频率范围为0.1MHz～28MHz正弦信号，波形的输出幅度为2V。 

3.根据权利要求1所述的基于无线电能传输技术的电水杯，其特征在于，通过所述的放大电路(3)中，以BLF175为核心的宽带线性放大器，输入信号为幅值较小的正弦信号，通过抗干扰电容C1与变压器T1连接，然后通过隔直电容C2与BLF175主电路相连，输出端接有C5、L4组成的滤波电路和抗干扰电容C9，可实现功能：对MAX038输出的正弦波进行放大，输出端的输出功率为30W PEP，能有效地降低晶体管的非线性传输特性导致的互调失真。 

4.根据权利要求1所述的基于无线电能传输技术的电水杯，其特征在于，所述的发射线圈(4)与接收线圈(5)，设计参数均为直径200mm，线径0.8mm，匝数8圈，由此可推出线圈谐振频率为9MHz，可实现功能：调谐发射线圈的输入频率为9M，使发射线圈与接收线圈之间发生耦合谐振。 

5.根据权利要求1所述的基于无线电能传输技术的电水杯，其特征在于，所述的桥式整流电路(6)，采用快恢复二极管RF102构成，通过LM7812三端稳压模块，从而输出稳定的12V直流电压，可实现功能：输出稳定的直流信号，为电水杯供电，使之正常工作。 

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