專利名稱：基于無線電能傳輸技術的電水杯的制作方法
技術領域：
無線電能傳輸技術作為一種新的電能傳輸技術，使人們在電氣化生活中擺脫了電線的束縛。無線電能傳輸就是應用物理原理實現了非輻射性無線能量的傳輸，即兩個相同頻率的諧振物體將會產生很強的相互耦合，而與遠離諧振環(huán)境的物體有較弱的交互，從而兩物體間發(fā)生諧振，實現了電能的傳輸。本發(fā)明是對無線電能傳輸技術的直接應用，通過對發(fā)射裝置、接受裝置、兩部分的設計，使電水杯能穩(wěn)定工作，為人們的生活帶來了方便。實現了電能傳輸的無線化和節(jié)能環(huán)保的技術理念。
背景技術：
人類進入電氣時代以來，生活便再也離不開電，由于電能儲存技術的限制，我們的電氣化生活總是被一根電線所束縛。電線的長度成了人們生活的半徑，電線再一次成為了人類的枷鎖。而電力無線傳輸技術的實現的意義不言而喻。本發(fā)明電水杯就是利用了無線電能傳輸技術，使人們遠離電線帶來的危險，具有安全、便捷、使用靈活的優(yōu)點，是一種綠色環(huán)保能源。它可應用于眾多領域，例如辦公、家庭生活等，在不久的將來必將得到廣泛的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是為人們的生活提供一個便攜、靈活、綠色的冷水加
熱裝置。本發(fā)明采用的技術方案是:芯片MAX038產生正弦信號?；贐LF175的放大電路對正弦信號進行放大。發(fā)射線圈與接收線圈設計參數均為直徑200mm,線徑0.8mm,阻數8圈,線圈諧振頻率為9MHz，兩個線圈發(fā)生耦合諧振，實現能量的無線傳輸。采用橋式整流電路對接收側的交流進行整流，從而輸出直流信號到電水杯。整個設計系統組成如下:發(fā)射裝置:包括正弦信號發(fā)生電路(2)、信號放大電路
(3)、發(fā)射線圈⑷；接受裝置:包括接收線圈(5)、同步整流電路(6)。本發(fā)明要實現的功能是:通過對整個系統輸入5V電壓，使12V，功率4W電水杯正常工作，實現電水杯的無電線化。


圖1是設計系統的整體框；圖2是基于MAX038的信號發(fā)生電路；圖3是基于BLF175的放大電路；圖4是發(fā)射線圈；
圖5是接收線圈；圖6是橋式整流電路；
具體實施例方式下面結合實例和附圖對本發(fā)明電水杯做出詳細說明。如圖2所示，芯片MAX038由5V電壓供電，輸出頻率可由外接振蕩電容器COSC的容量、參考電流IIN及頻率調節(jié)電壓VFADJ決定，接在REF(+2.5V)和FADJ之間的可變電阻RF可調整頻率，本發(fā)明設計的參數如圖，可輸出頻率范圍為0.1MHz 28MHz正弦信號，波形的輸出幅度為2V (P-P)。如圖3所示，基于BLF175的寬帶線性放大器，工作頻率范圍在1.6 28兆赫茲，系統阻抗50 Ω?？蓪AX038輸出的正弦波進行放大，輸出端的輸出功率為30W PEP,能有效地降低晶體管的非線性傳輸特性導致的互調失真。從而，把放大的正弦波提供給發(fā)射線圈。如圖4所示，發(fā)射線圈⑷，設計參數均為直徑200mm，線徑0.8mm,匝數8圈，由此可推出線圈諧振頻率為9MHz。調諧發(fā)射線圈的輸入頻率為9M，使發(fā)射線圈與接收線圈之間發(fā)生耦合諧振。從而，保證了能量傳輸的距離最大，效率最高。如圖5所示，接收線圈(5)，設計參數與發(fā)射線圈(4)相同?？奢敵鼋涣麟妷旱酵秸麟娐?。如圖6所示，橋式整流電路(6)，采用快恢復二極管RF102構成，其末端還接有R1、Cl組成的濾波電路，將交流電變成直流電，最后接入LM7812三端穩(wěn)壓模塊，從而輸出穩(wěn)定的12V直流電壓。綜上所述:發(fā)射裝置接通5V電源，調節(jié)信號發(fā)生器輸出的頻率為9MHz，通過設計的發(fā)射線圈、接收線圈和整流電路可實現對電水杯的無線供電，從而使電水杯的使用便捷。
權利要求
1.基于無線電能傳輸技術的電水杯，其特征在于設置有:發(fā)射裝置:包括正弦信號發(fā)生電路(2)、信號放大電路(3)、發(fā)射線圈(4);接收裝置:包括接收線圈(5)和橋式整流電路(6);通過這兩部分，可使電水杯正常工作。其中，這兩部分的連接關系是:正弦信號發(fā)生電路⑵與信號放大電路⑶連接；信號放大電路⑶與發(fā)射線圈⑷連接；接收線圈(5)與橋式整流電路(6)連接；橋式整流電路(6)與電水杯連接。
2.根據權利要求1所述的基于無線電能傳輸技術的電水杯，其特征在于，通過所述電路(2)中芯片MAX038及外圍電路的設計，輸出頻率可由外接振蕩電容器COSC的容量、參考電流IIN及頻率調節(jié)電壓VFADJ決定，接在REF (+2.5V)和FADJ之間的可變電阻RF可調整頻率，其調節(jié)頻率范圍廣、速度快、精度高，可實現功能:輸出頻率范圍為0.1MHz 28MHz正弦信號，波形的輸出幅度為2V(P-P)。
3.根據權利要求1所述的基于無線電能傳輸技術的電水杯，其特征在于，通過所述的放大電路(3)中，以BLF175為核心的寬帶線性放大器，輸入信號為幅值較小的正弦信號，通過抗干擾電容Cl與變壓器Tl連接，然后通過隔直電容C2與BLF175主電路相連，輸出端接有C5、L4組成的濾波電路和抗干擾電容C9，可實現功能:對MAX038輸出的正弦波進行放大，輸出端的輸出功率為30W PEP，能有效地降低晶體管的非線性傳輸特性導致的互調失真。
4.根據權利要求1所述的基于無線電能傳輸技術的電水杯，其特征在于，所述的發(fā)射線圈⑷與接收線圈(5)，設計參數均為直徑200mm，線徑0.8mm，匝數8圈，由此可推出線圈諧振頻率為9MHz，可實現功能:調諧發(fā)射線圈的輸入頻率為9M，使發(fā)射線圈與接收線圈之間發(fā)生耦合諧振。
5.根據權利要求1所述的基于無線電能傳輸技術的電水杯，其特征在于，所述的橋式整流電路(6)，采用快恢復二極管RF102構成，通過LM7812三端穩(wěn)壓模塊，從而輸出穩(wěn)定的12V直流電壓，可實現功能:輸出穩(wěn)定的直流信號，為電水杯供電，使之正常工作。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于無線電能傳輸技術的電水杯的設計，主要由發(fā)射裝置包括正弦信號發(fā)生電路、信號放大電路、發(fā)射線圈；接受裝置包括接收線圈、橋式整流電路、兩部分組成；由于該電水杯可由兩個在空間上相互獨立的部分組成，從而使發(fā)射裝置輸入5V電壓后，接收裝置可以通過空間電磁場耦合接收電能，使電水杯穩(wěn)定工作；本發(fā)明克服了傳統上電水杯安裝后電線裸露在外面的現狀，利用了無線電能傳輸技術設計了一種電水杯，不僅提高了生活的美感，而且使人們遠離電線帶來的危險，具有安全、便捷、使用靈活的優(yōu)點，是一種綠色環(huán)保能源。
文檔編號A47J27/21GK103151850SQ201310100229
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權日2013年3月27日
發(fā)明者薛明, 劉 東, 李陽 申請人:天津工業(yè)大學