可调电阻区Ⅰ：UGS一定时，漏极电流ID与漏源极电压UDS几乎呈线性关系。当MOSFET作为开关器件应用时，工作在此区内。
饱和区Ⅱ：在该区中，当UGS不变时，ID几乎不随UDS的增加而加大，ID近似为一常数。
雪崩区Ⅲ：当漏源电压UDS过高时，使漏极PN结发生雪崩击穿，漏极电流ID会急剧增加。
2.栅极驱动的特点及其要求 触发脉冲要具有足够快的上升和下降速度，即脉冲前后沿要求陡峭。
开通时以低电阻对栅极电容充电，关断时为栅极电荷提供低电阻放电回路，以提高功率MOSFET的开关速度。
为了使功率MOSFET可靠触发导通，触发脉冲电压应高于管子的开启电压；为了防止误导通，在其截止时应提供负的栅源电压。
功率MOSFET开关时所需的驱动电流为栅极电容的充放电电流。功率MOSFET的极间电容越大，在开关驱动中所需的驱动电流也越大。 IR2110芯片的使用
IR2110 采用HVIC 和闩锁抗干扰CMOS 制造工艺，DIP14 脚封装，其内部原理框图如下图所示，IR2110芯片具有独立的低端和高端输入通道；悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V，15V 下静态功耗仅116mW；输出的电源端（脚3,即功率器件的栅极驱动电压）电压范围10～20V；逻辑电源电压范围（脚9）5～15V，可方便地与TTL，
CMOS 电平相匹配，而且逻辑电源地和功率地之间允许有±5V 的偏移量；工作频率高，可达500kHz。IR2110 内部由低压通道和高压通道两个相互独立的通道组成。逻辑输入端采用滞后为0. 1VDD 的施密特触发器,以提高抗干扰能力和接受缓慢上升的输入信号。而且其输入和栅驱动之间的开通与关断的传播延迟分别为120ns和95ns；IR2110的保护功能包括输入逻辑保护及输出电源欠电压保护。输入逻辑保护是当功率电路发生过载、短路等故障时，检测保护电路的输出信号接入IR2110保护端（SD），高电平有效，芯片内部逻辑电路将上下通道的输入控制信号进行封锁。欠电压保护采取上下通道分别检测。
在本设计中，仅仅以TL494输出的方波驱动后级功放电路会由于驱动能力不足使场管不导通，所以需要加一级驱动电路。本电路采用专用高低端驱动芯片IR2110构成后级功放驱动电路。根据功率MOS功率容量较小,承受反压能力较低的特点,发射模块主电路采用的是开关类型的全桥电路,由4 个功率MOS 作为开关元件, 选用2 个IR2110 驱
见图6。
接收电路
图5 IR2110 驱动全桥电路
动器,每个IR2110的高压侧和低压侧各驱动一个功率MOS管 ,见图5。
式整流电路得到变化的直流电流，再通过并接六个电容形成的滤波电路得到稳定的直流
接收电路主要有接收线圈，在交变的磁场中通过接收线圈得到交变电流，又通过桥
电流，而并联电容是为了减小电容的发热，防止损坏电容；开关S1是选择不同的负载。
图6 接收电路
4测试方案与测试结果
测试方法与仪器 1、测试方法
用万用表、示波器等相关仪器检测自制的无线电能传输装置工作是否正常。电平是否与理论相符，检测完后，将15V单电源输入，按下转换开关，调节变压器，按照要求，将输出电流设好，记录直流稳压电源中的输入电流，数字万用表中输出电压的值，打开接收电路中的负载控制开关，负载正常工作。 2、测试仪器
本系统测试仪器见表1。
表1 无线电能传输装置测试仪器
序号 1 2 3 4 名称 数字万用表 直流稳压电源 双踪示波器 LCR数字电桥 型号 VC8145 MPS-3303 UT2025C YD2810B 说明 测试输出电流、电压 提供稳压电源输入电压 测试各模块输出信号的波形 测试线圈电感值 测试数据与结果
振荡频率为，保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm、输入直流电压U1=15V时，接收端输出直流电流I2=，输出直流电压U2= V，无线电能传输装置的效率η=%。
2、输入直流电压U1=15V，接收端负载为2只串联LED灯（白色、1W）。在保持
LED灯不灭的条件下，延长发射线圈与接收线圈间距离x，输入直流电流达到时，LED灯刚好不熄灭，得到最大距离x=31cm。
3、自主发挥，输入直流电压U1=15V时，保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm不变，通过测试不同负载的输入输出电流电压得到不同距离的输出效率。由表2可知，当R=12?时，无线电能传输装置的效率最大η?%。
表2 X=10cm 时 不同负载工作模式下输出效率的情况 负载R(Ω) 5 8 9 10 11 12 15 20 25 30 35 40 输出I2(A) 输出U2(V) 13 33 输入I1(A) 输出功率P(W) 2 效率η % % % % % % % % % % % %
5实物制作图片
无线电能传输装置
