【正文】 從尊師的身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了很多做人的道理。但是盡管如此，我們?nèi)阅芸吹綗o線充電技術(shù)帶來的技術(shù)革命和巨大的商業(yè)價值。 圖 水平距離對互感的影響對兩個同軸放置且垂直距離固定為3mm的圓形線圈進行仿真，仿真模型中兩個線圈的自感同時變化。目前無線充電系統(tǒng)常用的線圈都是由李茲線或細銅線繞制而成的，這種線圈不僅成本昂貴，制作工藝復(fù)雜，而且還增加了模具成本以及裝配的復(fù)雜性。完成了發(fā)射端和接收端的控制芯片選型，闡述了手機無線充電系統(tǒng)的控制方法以及電能傳輸各個階段的控制目標(biāo)，然后詳細地分析了發(fā)射端的控制流程，設(shè)計了發(fā)射端的電源控制電路、發(fā)射線圈電路和逆變器輸入電壓電路，最后詳細地分析了接收端的控制流程。防止高壓擊穿管子。而PWM波可以看作是無數(shù)個高電平和低電平相互轉(zhuǎn)換所形成的一種波形。其主要組成部分有變壓器、橋式整流電路和濾波電路。接收端的諧振網(wǎng)絡(luò)主要作用為從發(fā)射端諧振網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的交變磁場中拾取電能，并將該電能轉(zhuǎn)換為高頻交變電流。手機無線充電系統(tǒng)中使用的 DCDC變換電路實現(xiàn)的功能主要是降壓，將經(jīng)過整流濾波后的直流電降為12V的穩(wěn)定直流電。因此，感應(yīng)耦合式無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比普通變壓器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。相對于國外來說，國內(nèi)的無線供電技術(shù)研究起步較晚。 人類對無線供電技術(shù)的設(shè)想，是出現(xiàn)在一百多年前，發(fā)明交流電機，著名克羅地亞物理學(xué)家特斯拉當(dāng)初設(shè)想，用電磁共振技術(shù)來實現(xiàn)無線電能傳輸，而不是現(xiàn)在常用到的電磁感應(yīng)達到無線供電，可惜由于當(dāng)時無線供電會大量的損失發(fā)電廠的利益，所以當(dāng)時都不同意特斯拉研究無線供電系統(tǒng)實驗。 design mobile wireless charging main circuit and resonant circuit, choose the model control chip, and expounds the mobile wireless charging control method and procedure。除了文中加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文（設(shè)計）中不包含其他人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究（設(shè)計）成果，也不包含本人或其他人在其它單位已申請學(xué)位或為其他用途使用過的成果。并且，電路的發(fā)射端有保護功能，防止MOS被電壓擊穿與短路等問題。 到二十世紀末期，隨著電子產(chǎn)品技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展，人們更需要一種新的電能傳輸方式，可以預(yù)見，隨著無線電傳輸技術(shù)不斷的成熟，會在生產(chǎn)和生活中得到更多的應(yīng)用。無線供電將會為人們解決一些目前遇到的一些能源問題，但想要將無線供電技術(shù)真正普及化，還需要一段路要走。由于松耦合結(jié)構(gòu)漏磁大、原邊線圈和副邊線圈之間耦合系數(shù)小，所以不滿足變壓器原邊線圈與副邊線圈電壓和電流的匝比關(guān)系。濾波電路的作用就是將波動較大的直流電轉(zhuǎn)換成比較平穩(wěn)的直流電。 除了以上介紹的幾個模塊之外，發(fā)射端還有一個非常重要的模塊，即控制模塊?，F(xiàn)在常用的直流穩(wěn)壓電路有兩個種類，一類是調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下，成本低，紋波小，但是工作效率也較低的線性穩(wěn)壓電源。 NE555計時IC芯片一共有8個引腳。加上了這級電路后效率提高。當(dāng)接收線圈與發(fā)射線圈靠近時，在接收線圈中產(chǎn)生感生電壓，當(dāng)接收線圈回路的諧振頻率與發(fā)射頻率相同時產(chǎn)生諧振，電壓達最大值。此外，線圈的耦合系數(shù)直接影響著接收端接收能量的效果，隨著耦合系數(shù)的變小，電能傳輸效率會大幅度下降，在實際的設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)盡可能的減小電能在傳輸過程中的損耗。 線圈之間互感的影響因素分析影響線圈之間的互感的主要因素為兩線圈之間垂直距離、中心點水平距離以及兩線圈各自的自感。在電路接收端，實現(xiàn)了充電電壓穩(wěn)壓，充電電流可調(diào)功能，設(shè)計出的鋰電池?zé)o線充電模塊結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，成本低廉，線充電和無線供電技術(shù)現(xiàn)在還處于剛剛起步的階段，有許多現(xiàn)實的問題還沒有解決。最后我還要感謝所有在大學(xué)期間為我授業(yè)解惑的老師。對我此次的畢業(yè)設(shè)計提出了寶貴的意見。 雖然本文所設(shè)計的手機無線充電系統(tǒng)已滿足工程要求，但仍有一些不足之處有待改進，后續(xù)可以改進的地方主要有： ① 通信信號調(diào)制問題。由于線圈之間的水平距離對互感也有較大影響，因此在充電系統(tǒng)發(fā)射端的表面應(yīng)該有明顯可見的標(biāo)記來引導(dǎo)用戶將接收備放置在合理的位置（即發(fā)射線圈上方），而在設(shè)計時一般只考慮兩線圈同軸的情況。 本節(jié)主要分析線圈的外尺寸和內(nèi)尺寸對線圈電感值的影響，假設(shè)線圈匝數(shù)保持不變，對圓形線圈進行仿真，分別分析線圈內(nèi)徑不變外徑改變時線圈自感的變化規(guī)律、線圈外徑不變內(nèi)徑變化時線圈自感的變化規(guī)律和線圈內(nèi)外徑同時變化時線圈自感的變化規(guī)律。在電路的發(fā)射端，220V交流電經(jīng)過整流電路得到直流電的部分直接用一個12V理想直流源代替。其工作原理與前文的整流濾波電路相同，同樣采用單相橋式整流電路，后接濾波電容。僅僅需要兩個電阻和兩個電容，NE555計時IC芯片就能構(gòu)成振蕩器電路結(jié)構(gòu)。變壓器選擇輸出100W，15V和8V的環(huán)形變壓器；整流管選擇3A肖特基二極管IN4007；電源轉(zhuǎn)換芯片可選用三端可調(diào)的穩(wěn)壓器LM317。隨信號波形的變化而變化。這種高頻交流電作用于諧振網(wǎng)絡(luò)后就會產(chǎn)生高頻的交變磁場，能量發(fā)射機構(gòu)和接受機構(gòu)之間的電能感應(yīng)耦合就是通過這種高頻的磁場變化來實現(xiàn)的，因此為能量發(fā)射機構(gòu)提供高頻交流信號的逆變電路就是系統(tǒng)電路的關(guān)鍵部分之一，同時該逆變電路的效率和穩(wěn)定性對整個系統(tǒng)的性能也有很大的影響。220V的工頻交流電經(jīng)過整流濾波環(huán)節(jié)變換成穩(wěn)定的直流電，然后經(jīng)過DCDC變換環(huán)節(jié)將電壓調(diào)節(jié)到一個固定值供給高頻逆變電路，本文研究的手機無線充電系統(tǒng)經(jīng)DCDC變換后的電壓為12V。對整個系統(tǒng)在單個負載與多個負載情況下而進行建模的分析，并且用線性負載為例對這個系統(tǒng)電路的參數(shù)變化與系統(tǒng)電壓增益變化之間的關(guān)系進行探究，給出一種基于電壓的增益系統(tǒng)參數(shù)來設(shè)計。例如，美國的Palm公司推出了一種無線充電設(shè)備“點金石”，“點金石”是通過兩個線圈來實現(xiàn)電能的傳輸，利用電磁感應(yīng)原理來實現(xiàn)無線充電。如果無線的方式進行設(shè)備充電，既可以節(jié)約資源而且便利，還減少設(shè)備的損壞率。學(xué)位論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 學(xué) 位 論 文 知 識 產(chǎn) 權(quán) 聲 明 書本人完全了解學(xué)校有關(guān)保護知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：在校期間所做論文（設(shè)計）工作的知識產(chǎn)權(quán)屬西安科技大學(xué)所有。本文對手機無線充電的原理、電路、磁場耦合進行研究，設(shè)計了一種基于磁場耦合諧振無線型手機充電器。另外，由于有線充電需要在電子設(shè)備上有充電口，經(jīng)過多次插拔容易損壞，不僅是這樣，這個充電口還容易進去一些雜物，在水環(huán)境中容易發(fā)生故障。3．想要大規(guī)模來實現(xiàn)無線供電，那么就會使人們生活四周都會有遍布電場與磁場。本文研究手機無線充電技術(shù)是不通過物理連接，而是通過空間中的電磁場的變化來將供電端的電能傳輸給手機電池的技術(shù)。而在電能接收端，根據(jù)現(xiàn)有的鋰電池充電理論，本設(shè)計加入了一個鋰電池充電的控制電路，以確保鋰電池只能在處于合適的狀態(tài)下才能進行充電，并且在充電過程中，控制電路會根據(jù)充電過程是否出現(xiàn)異常以及電池是否已經(jīng)充滿等具體情況控制整個充電過程。檢測電路用來檢測 DCDC變換電路的輸出電壓，檢測結(jié)果傳送到控制器，使控制器根據(jù)當(dāng)前的檢測結(jié)果做出合適的控制決策；檢測電路主要檢測發(fā)射線圈工作電流，檢測結(jié)果傳輸?shù)娇刂?。整流濾波技術(shù)和DCDC 變換技術(shù)已比較成熟，故本文電路設(shè)計的重點為高頻逆變電路和諧振網(wǎng)絡(luò)電路。此外，當(dāng)NE555用來輸出PWM波時其外圍電路十分簡單，其本身的工作也十分穩(wěn)定。 NE555構(gòu)成發(fā)射端電路，已知f=(R1+2R2)C1，設(shè)：f=128KHz，確定R1；R2；C1之值信號，輸出占空比約等于2/3的方波，所以使高頻振蕩電路的工作與間歇時間比也等于2/3。l l 等效全范圍溫度系數(shù)50 ppm/℃典型l 溫度補償操作全額定工作溫度范圍l 低輸出噪聲電壓 ，L2是次級耦合線圈，(1mm漆包線密繞15 圈實測電感值約為66uH)的耦合被無線傳送到次級接收電路，高頻交流信號通過FR107高速整流管整流后，c4/c5濾波，D1穩(wěn)壓后變成5V直流電能電壓,，充電指示紅LED燈亮TL413為Q1基極提供基準電壓當(dāng)充電池充滿時電壓超過一定量亮，Q1導(dǎo)通Q2也導(dǎo)通從而點亮led綠燈。 （2）取k=，發(fā)射端電源功率如下所示： k= 時發(fā)射端電源功率由圖可知，此時電源的瞬時功率會根據(jù)開關(guān)管的閉合和斷開而相應(yīng)變化。 圓形線圈內(nèi)外半徑不變時線圈自感與線圈匝數(shù)的關(guān)系 圓形線圈外徑和線寬不變時線圈自感與匝數(shù)的關(guān)系 ，當(dāng)線圈的內(nèi)外半徑固定不變，通過改變線圈的線寬來改變線圈匝數(shù)時（這里假設(shè)布線寬度可以隨意選擇，不用考慮線圈的載流能力），線圈的自感隨著線圈的匝數(shù)增加而增大。第6章 總結(jié)與展望 本文通過將電磁感應(yīng)原理，高頻開關(guān)技術(shù)與鋰電池充電技術(shù)相結(jié)合，成功設(shè)計出一種適用于小功率，便攜式電子產(chǎn)品的鋰電池?zé)o線充電模塊。 此外，我還要感謝王黨樹老師。 EM Theory (ISAPE), 2012 10th International Symposium on. 2012:IEEE. [24] [D],哈爾濱工業(yè)大學(xué),2009. [25] 吳卓坪. 小型無線電能傳輸裝置設(shè)計與實現(xiàn)[D],重慶大學(xué),2012. [26] 董輝. 基于小波矩量法的平面螺旋電感研究[D],大連海事大學(xué), 2008. [27] [M]. 電源技術(shù),2008（1）：68[28] 野澤哲生,[J].電子設(shè)計應(yīng)用,2007(6):4254 [29] 王洪博,朱軼智,楊軍,[J].電信技術(shù),2010(9)：5659 [30] 謝利濤,趙志強,[J].河南科技,2011(3):6870 [31] [J].半導(dǎo)體信息,