創(chuàng)新的無(wú)線電源

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你好，

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讓我自我介紹一下，我是 Benjamin Folliet，一個(gè)熱愛(ài)電子學(xué)多年的法國(guó)學(xué)生。我現(xiàn)在快 17 歲了，正在這個(gè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)，以期獲得工程學(xué)位。

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我進(jìn)行了各種個(gè)人項(xiàng)目，讓我一點(diǎn)一點(diǎn)地鍛煉自己，比如13歲的電動(dòng)滑板車(chē)，這讓我提高了我在電池充電和控制（BMS）甚至電機(jī)控制領(lǐng)域的知識(shí)（自制 MOSFET 控制器）。

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最近，我的工作使我能夠著手進(jìn)行更高級(jí)的項(xiàng)目，其具體目標(biāo)是公共事業(yè)而不是培訓(xùn)，盡管我仍然需要學(xué)習(xí)。

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除其他外，去年，在 COVID 大流行開(kāi)始時(shí)，我制造了一種設(shè)備，可以使用強(qiáng)大的紫外線滅活空氣中的冠狀病毒。該工具由著名的 Jacques Lebahar 博士訂購(gòu)和購(gòu)買(mǎi)，他實(shí)施了該領(lǐng)域的最新技術(shù)，例如美國(guó) invisalign 系統(tǒng)。更多信息可以咨詢(xún)他的網(wǎng)站https://www.thonon-orthodontie.com/

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目前，我每天（課外）都在使用諧振線圈設(shè)計(jì)一個(gè)原型無(wú)線電力傳輸。

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這是我在 Keysight Smart Bench Challenge 上展示的這個(gè)原型的想法，我有幸成為其中的幸運(yùn)獲勝者之一：https ://www.keysightbenchchallenge.com/2021/entries/676-0416-145847 -我的學(xué)生實(shí)驗(yàn)室

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事實(shí)上，無(wú)線能量傳輸背后存在真正的問(wèn)題，尤其是在汽車(chē)領(lǐng)域，甚至在航空領(lǐng)域（國(guó)際電信聯(lián)盟已發(fā)布了一份文件，介紹了這些技術(shù)的應(yīng)用和研究進(jìn)展https://www.itu.int /dms_pub/itu-r/opb/rep/R-REP-SM.2392-2016-PDF-E.pdf）。

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我的系統(tǒng)的特點(diǎn)是我希望在通常不用于這些傳輸?shù)念l率范圍內(nèi)（100kHz 至 50Mhz，而當(dāng)前設(shè)備使用 0.5Ghz 至 14Ghz 的頻率范圍）中的諧振設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。我計(jì)劃嘗試使用經(jīng)典和簡(jiǎn)單的調(diào)制（如 PWM），以及更復(fù)雜的調(diào)制（如 PRF 調(diào)制）。

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我正在執(zhí)行這個(gè)項(xiàng)目，因?yàn)楹苌儆嘘P(guān)于在高功率下以這些頻率共振的系統(tǒng)的深入研究。然而，我發(fā)現(xiàn)我能夠在互聯(lián)網(wǎng)上找到的少數(shù)結(jié)果是非常有希望的（比目前使用其他方法所做的更多），但實(shí)驗(yàn)很少被推進(jìn)超過(guò)幾瓦和幾瓦米的傳輸。

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那么誰(shuí)知道呢，說(shuō)不定我的方法會(huì)是未來(lái)的能量傳輸方法呢？

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無(wú)論如何，如果值得的話，我一定會(huì)在完成后建立一個(gè)網(wǎng)站來(lái)展示我的研究。

這個(gè)領(lǐng)域有越來(lái)越多嚴(yán)肅的項(xiàng)目（Emrod、Alanson Sample、Lectrifi...），但它們?cè)陬l率、距離和功率方面與我所尋求的確實(shí)不同。

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這是一個(gè) 2 分鐘的簡(jiǎn)短視頻，旨在以更加用戶友好的方式向您展示這個(gè)項(xiàng)目：? https ://youtu.be/r4Z_0xsl9J0

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該設(shè)計(jì)基于兩個(gè)電路，一個(gè)具有專(zhuān)門(mén)用于控制原型的四層電路，另一個(gè)更大更復(fù)雜的電路將不展示（我暫時(shí)不想展示它）。這個(gè) 11*20cm 的控制電路應(yīng)該有一個(gè) ENIG 表面處理（BGA 電路有一個(gè)細(xì)間距和一個(gè) HASL 表面處理不夠精確）。

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這些組件非常靠近，因?yàn)楸M管電路尺寸很小，但為了獲得更大的靈活性，仍然青睞手動(dòng)焊接組件。

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該電路專(zhuān)用于通過(guò)光纖對(duì)各種原型進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，基于功能強(qiáng)大的 STM 微控制器，在很大程度上足以滿足該應(yīng)用的需求。兩個(gè) SFP 收發(fā)器允許一個(gè)或兩個(gè)電路的隔離鏈路。這是一種廉價(jià)且可靠的解決方案：經(jīng)典的 1Gb/s 收發(fā)器在低頻下驅(qū)動(dòng)，由微控制器調(diào)制的信號(hào)允許它們?cè)诘皖l下運(yùn)行。

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為了與控制器通信，可以使用許多帶 LED 燈的按鈕，以及一個(gè)小的 OLED 屏幕。整體的低消耗和由 3 節(jié)鋰離子 18650 電池組成的電池確保了設(shè)備的自主性和運(yùn)輸。

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USB A 型、MIDI、PS/2 和 VGA 接口也可用，微控制器讓您無(wú)后顧之憂地管理它們。

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最后，控制器可以通過(guò)微型 USB 端口輕松重新編程，從而在升級(jí)系統(tǒng)時(shí)節(jié)省時(shí)間。

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這是我的第一個(gè) PCB 的快速總結(jié)。它所連接的電路基于FPGA，柵極驅(qū)動(dòng)器相互隔離并支持寬頻率范圍，以便對(duì)IGBT H橋和高頻管進(jìn)行精確測(cè)試。

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希望你喜歡這個(gè)概念。在這次比賽中獲得獎(jiǎng)勵(lì)將使我能夠繼續(xù)他的研究，這需要大量資源。

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問(wèn)候，

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本杰明·福列特

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