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研究生:陳嘉緯
研究生(外文):Jia-Wei Chen
論文名稱:非接觸式感應充電杯之研製
論文名稱(外文):Implementation of contactless inductive charging cup
指導教授:李嘉猷
指導教授(外文):Jia-You Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:電磁感應藍芽耳機
外文關鍵詞:Inductively Power Transferbluetooth
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本文旨以非接觸式感應充電技術設計一個充電杯,俾提供藍芽耳機、助聽器、錄音筆或MP3等小功率可攜式電子產品之充電。文中首先論述非接觸式電能傳輸之原理與應用範疇,接著提出系統所使用之電路架構與感應結構並說明其特性。就電路設計方面,係以鬆耦合變壓器模型分析開始,探討漏感成份對感應傳輸之影響,繼而導入諧振電路設計,改善電路阻抗特性,增加系統性能。就控制電路部份,俾以單晶片實現選擇性觸發功能與變頻控制,針對充電物品的擺放位置開啟初級側線圈與調整系統操作頻率,使兩者得到較好的配置。最後,將所設計的感應充電系統予以實際電路實現,使用200mAh之鋰高分子電池作為充電負載,並量測其實驗結果與數據。
This thesis presents the design of contactless inductive charging cup for low power portable electric appliances, such as bluetooth, hearing aid, pen recorder or MP3. First, the fundamental principle and application fields of contactless power transmission are discussed, and the circuit topology and the coupling structure which this system adopts are proposed. As for circuit design, since the contactless power transmit ability is restricted by loosely coupled power transformer, thus the design of the resonant circuit can improve the characteristic of impedance and the system performance. When it comes to control circuit, while variation of the placement of charged objects will cause difference in the parameter of resonant circuit; hence, microchip is utilized to implement selective excitation circuit and variable frequency control. Finally, a 200mA Li-Polymer battery is applied as load to actualize the designed system, and the experimental results and data are provided.
目錄
頁數
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 非接觸式電能傳輸之技術與應用 2
1-3 論文大綱 6
第二章 感應充電杯之感應結構規劃 7
2-1 前言 7
2-2 非接觸式電能傳輸之感應結構種類 7
2-3 非接觸式感應充電杯之感應結構規劃 9
2-4 鬆耦合變壓器等效模型分析 12
3-2-1鬆耦合變壓器等效模型 12
3-2-2耦合係數量測 15
3-2-3反射阻抗分析 16
3-2-4次級側輸出實功率 17
第三章 感應充電杯之系統分析與規劃 18
3-1 前言 18
3-2 非接觸式電能傳輸之電路架構種類 18
3-3 諧振電路分析 21
3-3-1初級側諧振電路分析 21
3-3-2次級側諧振電路分析 23
3-3-3諧振電路架構選擇 25
3-3-4諧振電容設計 25
3-4 非接觸式感應充電杯之系統架構 27
3-4-1系統操作頻率 32
3-4-2選擇性激發模式規劃 32
第四章 感應充電杯之系統設計 34
4-1 前言 34
4-2 初級側感應線圈驅動電路設計 34
4-2-1 D類變流器驅動電路 34
4-2-2感應結構製作 34
4-2-3感應線圈製作 36
4-2-4諧振電路設計 38
4-3 單晶片控制電路設計 39
4-3-1線圈電壓取樣電路 40
4-3-2選擇激發電路 41
4-3-3頻率切換電路 43
4-4 次級側電路設計 44
4-4-1穩壓電路 44
4-4-2鋰高分子電池與電池充電電路 44
4-5 系統設計流程 46
第五章 模擬與實驗結果 49
5-1 前言 49
5-2 Maxwell軟體模擬 49
5-3 Simplis軟體模擬 51
5-4 硬體電路製作 56
5-5 實驗量測 57
5-5-1電路波形量測 57
5-5-2感應結構耦合效率量測 62
5-5-3充電過程實測 62

第六章 結論與未來研究方向 64
6-1 結論 64
6-2 未來研究方向 65
參考文獻 66
參考文獻
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