小型无线电力传输实验装置结构设计

　　这套无线电力传输实验装置，主要面向电子工程教学、短距无线供电原型验证场景使用，可在无需物理导线连接的前提下，实现小功率电能的跨空间传输，适合用于高校电子类专业课程实验、创客空间原型开发、小型低功耗传感器无线供电方案验证等场景，能够直观演示电磁感应式无线输电的核心工作原理，帮助从业者快速掌握近场磁耦合电能传输的结构设计要点。装置整体采用分层堆叠式结构设计，底部为3D打印成型的绝缘基座，基座采用矩形切角设计，边缘做圆角过渡处理，避免组装调试过程中划伤操作人员，基座内部预留了电池仓、电路安装槽与线圈定位凸台，所有安装位的公差控制在0.2mm以内，既可以保证元器件安装时不会出现松垮晃动，也能避免过盈配合导致的元器件引脚变形。

　　基座上方固定碳纤维纹理的承载面板，面板表面做哑光处理，减少调试过程中环境光线反射对观察指示灯状态的干扰，面板上预留了拨动开关安装孔、指示灯透光孔与线圈固定位，线圈固定位采用下沉式设计，能够保证漆包线线圈安装后与面板表面齐平，避免线圈突出导致的整体结构不平稳。核心功能层面，装置通过三极管搭建自激振荡电路，将电池输出的直流电转换为高频交变电流，通入绝缘漆包线绕制的平面线圈后，在线圈周围产生高频交变磁场，当同规格的接收线圈进入该磁场范围时，即可通过电磁感应产生感应电动势，经过整流稳压后为后端小功率负载供电，实际调试中可通过调整1K限流电阻的阻值，改变振荡电路的工作电流，进而调节无线传输的有效距离与输出功率，满足不同实验场景的参数验证需求。

　　电路部分的元器件全部采用直插封装，既方便手工焊接组装，也便于实验过程中更换不同参数的元器件进行对比测试，电池采用标准CR2032纽扣电池，通过通用电池卡扣固定在基座的电池仓内，更换时无需额外工具，直接按压卡扣即可取出电池，电池仓边缘做了防反接凸台设计，能够避免电池装反导致的电路烧毁问题。拨动开关选用小型卧式直插开关，安装在基座侧面，操作时无需挪动装置整体即可完成通断控制，红色指示灯串联在振荡电路回路中，装置正常工作时指示灯常亮，可直观判断电路是否处于起振工作状态，无需额外借助万用表检测即可快速排查电路故障。线圈采用0.1mm线径的聚氨酯漆包线绕制，绕制匝数为20匝，线圈内径20mm，外径45mm，绕制完成后用高温绝缘胶带做定型处理，固定在面板的下沉式定位槽内，线圈两端的引线直接穿过面板上的过孔与下方电路板连接，过孔处做倒角处理，避免引线绝缘层被孔壁毛刺划破造成短路。整体装置的外形尺寸控制在80mm×60mm×20mm范围内，可直接放置在标准实验台架上使用，安装时无需额外固定结构，底部基座的四个角做了防滑垫安装位，粘贴防滑垫后可避免装置在光滑实验台面上滑动。

　　结构设计过程中重点考虑了电磁屏蔽与绝缘防护，基座与面板均采用非导电的PLA材料打印成型，不会对线圈产生的交变磁场造成屏蔽干扰，电路板与电池之间预留了1mm的绝缘间隙，避免电池外壳与电路板焊点接触造成短路，线圈与承载面板之间垫有0.2mm厚的绝缘青稞纸，进一步提升整体绝缘性能。实际使用过程中，该装置可实现10mm距离内点亮小功率LED、驱动微型温湿度传感器等功能，通过调整线圈匝数、振荡电路参数，还可进一步拓展传输距离与输出功率，为后续小型无线供电产品的开发提供基础结构参考。