非接觸式弱電實驗供電平臺的設計

因此，增大系統能量傳輸能力的方法有：增大工作頻率f(ω)、增加初級電流ip、增大互感M或減小次級自感Ls、增大品質因數Qs。由于品質因數不宜過大，因而有效增大系統傳輸能力的方法是增大工作角頻率ω和初級電流ip。
(3)圖2中的能量調節模塊主要是提高系統能量的傳輸能力，實際電路設計時采用多個電容串并聯的方法來實現能量的調節。

2 硬件電路實現
圖4中的耦合變壓器一般選擇磁罐繞線，磁力線集中，效率更高。但是很難找到合適的磁罐，所以在本文選擇了空心繞線。
圖2中的發射端硬件電路原理圖如圖5所示。12V直流電壓從P1進入，經過7805穩壓芯片輸出5V直流電壓，提供4與非門芯片74HC00工作電壓。由74HC00，1nF電容和10 kΩ滑動電阻器(用于來調節工作頻率)實現一個多諧振蕩器。這樣組成的振蕩器輸出高頻信號的幅度不夠大。為了提高電能傳輸效率和距離，使用高頻功率放大電路將高頻信號放大。高頻功放用高頻功率場效應管IRF540N實現(正常工作時需要加散熱片)。發射端有一個線圈與接收端耦合，發射和接收線圈的形狀及參數直接影響電能傳輸效率和距離。本文發射線圈使用一個大的空心線圈，直徑為1．5 mm的漆包線繞制，匝數為10匝(根據實際情況可以調整)。接收線圈按發射線圈制作的方法繞制。另外接收線圈的放置位置對能量傳輸有較大影響，需要在制作調試過程中反復試驗確定。4個0．1μF的CBB電容先串聯后并聯，用來實現初級補償。

圖6所示即為接收端的電路原理圖。電壓經耦合變壓器到達接收端，經過次級補償，再經電橋整流后，最后采用7805穩壓芯片穩壓到5 V輸出到負載。高頻整流不能用普通的整流二極管，不但效率低而且二極管可能因發熱而燒壞。因此需要使用快恢復二極管來整流，本文使用1N4148來實現整流。