無(wú)線充電器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 02:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 “無(wú)線充電”標(biāo)準(zhǔn)，具備便捷性和通用性兩大特點(diǎn)。不同品牌的產(chǎn)品，只要有Qi的標(biāo)識(shí)，就可以用Qi無(wú)線充電器進(jìn)行充電。它攻克了無(wú)線充電“通用性”的技術(shù)瓶頸[7]。我們有理由相信在不久的將來(lái)，日常生活中常用的電子產(chǎn)品都可以用Qi無(wú)線充電器充電，為無(wú)線充電技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用和普及提供可能。Qi標(biāo)準(zhǔn)的典型代表性產(chǎn)品有：諾基亞Lumia 9諾基亞Lumia 8谷歌Nexus 4等。對(duì)這些手機(jī)進(jìn)行無(wú)線充電時(shí)，直接將待充電手機(jī)放在任何一款支持 Qi 標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電器上就能進(jìn)行充電。Qi標(biāo)準(zhǔn)的充電效率更高，在測(cè)試中，Qi的充電效率與有線充電方式比較接近，達(dá)到了70%以上。Qi的充電器的待機(jī)耗電量已經(jīng)降低到微瓦水平。2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是一種較為簡(jiǎn)單實(shí)用的無(wú)線充電器，通過(guò)線圈的電磁感應(yīng)將電能以電磁轉(zhuǎn)換的無(wú)線傳輸方式對(duì)電池進(jìn)行充電。只需把電池和接收設(shè)備放在充電平臺(tái)上即可對(duì)其進(jìn)行充電。實(shí)驗(yàn)證明，雖然該系統(tǒng)還不能充電于無(wú)形之中，達(dá)到充電器與用電設(shè)備較長(zhǎng)距離的能量傳輸，但已能做到將多個(gè)待充用電器放置于同一充電平臺(tái)上同時(shí)充電，且免去接線的煩惱。 系統(tǒng)整體框圖無(wú)線充電系統(tǒng)主要運(yùn)用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)線圈實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。，系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流電經(jīng)橋式整流電路變換成直流電，或直接用24V直流電源為系統(tǒng)供電。通過(guò)電源管理模塊后輸出的直流電再經(jīng)過(guò)2M有源晶振轉(zhuǎn)換成高頻交流電經(jīng)發(fā)射電路供給初級(jí)線圈。通過(guò)2個(gè)電感線圈耦合能量，次級(jí)線圈接收初級(jí)線圈傳送的電流后，次級(jí)線圈輸出的電流通過(guò)接收轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為成直流電對(duì)電池充電。直流電交流電電源管理模塊發(fā)射電路接收轉(zhuǎn)換電路充電電路 無(wú)線充電器設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖 供電電源模塊 系統(tǒng)的供電可以采用220V交流電，也可以采用24V直流電。當(dāng)采用220V交流電提供電能時(shí)，再通過(guò)橋式整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，經(jīng)C1，C2濾波濾除電路中的少量交流成分，再通過(guò)7812，7805穩(wěn)壓后得到5V電流傳輸給發(fā)射電路。實(shí)際生活應(yīng)用中采用220V的交流電提供電能。 供電電源電路 發(fā)射電路 MHz有源晶振作為振蕩器。有源晶振輸出的方波，通過(guò)二階低通濾波器濾除高次諧波后，得到穩(wěn)定的正弦波輸出。經(jīng)三極管Q1及其外圍電路組成的丙類功率放大電路后輸出至T2的發(fā)射電感線圈L1（T2左側(cè)為發(fā)射電感線圈L1，右側(cè)為接收電感線圈L2）與電容C7組成的并聯(lián)諧振回路輻射出去，為接收端部分提供能量。測(cè)得與T2中的電容組成的并聯(lián)諧振回路的空芯耦合電感線圈L1的電感為47H。因?yàn)檩d波頻率為2 MHz，根據(jù)并聯(lián)諧振公式[8]得匹配電容C7約為140 pF。所以，發(fā)射部分選擇采用2MHz有源晶振產(chǎn)生與諧振頻率接近的能源載波頻率。 發(fā)射電路 接收轉(zhuǎn)換電路正常情況下, 接收端電感線圈L2與發(fā)射端電感線圈L1之間的距離非常近，僅僅幾厘米且又接近同軸,此時(shí)傳輸效率較高[9]。L2感應(yīng)得到的2MHz的振蕩電壓，經(jīng)DDDD4組成的橋式整流和濾波器C8濾波后得到直流電后，作為充電控制部分的電源。由R1(鋰離子電池的充電終止電壓) 經(jīng)R12接到運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓比較器OPA335的同相輸入端。，運(yùn)放輸出的高電平[10]，一方面使Q1 飽和從而在LED D13兩端得到約2V 的穩(wěn)定電壓點(diǎn)亮充電指示燈。另一方面R5 使Q2截止, LED D12不亮。當(dāng)電池充滿(略大于4. 15V )時(shí),反相輸入端電壓U5略高于4. 15V。運(yùn)放便輸出低
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