【正文】 。 采用 LC并聯(lián)諧振 電路 滿足 發(fā)射器與接收器之間 通過 電感線圈耦合方式進行無線能量傳輸 ， 頻率112 2 1 CLf ??且需要 滿 足 21 ff ? ： 當(dāng)功率放大器的并聯(lián)諧振回路 的 諧振頻率 2f 與振蕩信號 發(fā)生器的頻率 1f 相同時 ， 并聯(lián) 諧振功率放大器 發(fā)生諧振， 此 時線圈 中 的電壓和電流達最大 值 ， 從而產(chǎn)生 最大的交 變 電 磁 場。 ； 3）：恒流 ： 接收器帶 負 載條件下，當(dāng)輸出電壓在 0~4VDC變化時輸出電流穩(wěn)定在大于 500mA，要求恒流誤差小于 5mA（兩線圈距離和角度不限）。 。 （ 2） 理論實現(xiàn) 方法： 利用將變化的 磁場 轉(zhuǎn)化成變化的 電流 ，通過并聯(lián)諧振 回路 的方式， 當(dāng)發(fā) 射 線圈 回 路 與 接收線圈 回 路 均處 于 諧振狀態(tài) 時 ， 有最好的能量傳 輸 效 果 ， 在接 收 端 產(chǎn)生 感應(yīng)電流 ； 通過單相 橋式整 流電路 將 交流電 轉(zhuǎn)化成 直流電 ， 再通過電容濾波電路進行濾波， 6 去除交流分量 ， 并 利用 產(chǎn)生的直流電壓 驅(qū)動 發(fā)光二極管，實現(xiàn)接收器工作指示 燈 的 點亮 ；利用 LM317芯片 進行恒流和穩(wěn)壓的實現(xiàn)；通過 LM324電壓比較器，將 負載端的電壓 與 充電 的 穩(wěn)壓值 進行比較 ，實現(xiàn)充電 指示 燈和充滿指示燈的 點亮 ； 1） :并聯(lián) 諧振電路： 與 發(fā)射端的并聯(lián)諧振電路構(gòu)成諧振回路， 當(dāng) 發(fā) 射 線圈 回 路 與 接收線圈 回路 均處 于 諧振狀態(tài) 時 ， 有最好的能量傳 輸 效 果 ， 即滿足： 22311232 21,2 1其中, CLfCLfff ?? ??? 發(fā)射端 與接收 端 的 諧振回路 2） ：整流 及濾波電路：對交流電壓 變成 直流電壓，濾波電容在濾去交流 分量 ，得到穩(wěn)定的直流電壓； 由于 二極管的 單向 導(dǎo)電性將 交流 電壓變換成直流電壓，但 這部分 直流電壓仍 含有很大 的交流分量 ， 再 通過 濾波 電容的充放電過程， 除去 交流分量，得到平穩(wěn)的直流分量； 選擇的 二極管所能承受的最大電壓要大于 22U ， 所能承受的電流要大于回路里面電路； 電容 充放電過程：C 越大， RL越大， τ 放電 將越大，曲線越平滑，脈動越小。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)框圖 ： 11 系統(tǒng)原理 ： 發(fā)射電路 ： 1):振蕩信號 發(fā)生器電路： 采用 NE555芯片構(gòu)成 振蕩頻率 在一定 范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)的 信號發(fā)生 器 ， 為功 放 電路提供 激勵 信號； 頻率CRRf )2( 211 ??； VUcc 12?? 2） ： 乙類 互補 推挽 和場效應(yīng)管 構(gòu)成的 功率放大電路 ： 乙類互補 推挽功率放大電路將 555的 一定頻率的信號進行整個周期的小功率放大，然后 此 小功率 激勵 場效應(yīng)管 大功率放大電路輸出大功率 ； 當(dāng)功率放大器的并聯(lián)諧振回路 的 諧振頻率2f 與振蕩信號 發(fā)生器的頻率 1f 相同時，并聯(lián) 諧振功率放大器 發(fā)生諧振， 此 時線圈 中 的電壓和電流達最大 值 ， 從而產(chǎn)生 最大的交 變 電 磁 場。 接收 電路： 電路結(jié)構(gòu)選擇的理由 及 元件 型號及參數(shù)的選擇： 接收端 的 并聯(lián)諧振頻率 kHzfkHzCLf 1 2313 ???? ? 由 并聯(lián)諧振電路與發(fā)射端的并聯(lián) 諧振 電路構(gòu)成并聯(lián)諧振回路， 當(dāng) 發(fā) 射 線圈 回 路 與 接收線圈 回路 均處 于 諧振狀態(tài) 時 ， 有最好的能量傳 輸 效 果 ， 即滿足 16 根據(jù) 二極管的 單向 導(dǎo)電性將 交流 電壓變換成直流電壓 ； 二極管 的選擇： 二極管可以承受 的電壓大于 VU 172 2 ? ， 可承受 電流大于 700mA,而 二極管 1N5819最大可承受 電壓 40V，電流 1A，滿足要求，所以采用 1N5819構(gòu)成單向 橋式 整流； 但 這部分 直流 電壓仍 含有很大 的交流 分量 ， 再 通過 濾波 電容的充放電過程， 除去 交流分量，得到平穩(wěn)的直流分量 ， 并驅(qū)動 電源指示燈工作 ， 電源指示燈為黃燈，串接一個 1千歐 電阻限制電流， 在一起 并聯(lián) 在 電源兩端； 電容 充放電過程： C 越大， RL越大， τ 放電 將越大，曲線越平滑，脈動越小 ,通常濾 波電容 應(yīng)滿足： RLC=（ 3~5） **T 并且 C 越大 ， 交流分量越少，濾波效果越好； 所以 C20nF,所以 選擇 C=； 采用兩片 LM317構(gòu)成 恒流穩(wěn)壓電路， 由于 LM317的 Vout端和 ADJ 端 的電壓差值恒定不變，始終 等于 ，所以 第一片 LM317芯片流過 R1電阻 的電流等于 ,即 有 500mA電流 流入第二片 LM317芯片 的 Vin端口， 由于 Vin流入 的 電流 等于 Vout流出的電流，所以 流入 充電負載的電流 也恒定不變 ， 其 大小 約 等于 500mA電流， 實現(xiàn) 恒流 功能； 對于 第二片 LM317 構(gòu)成的 穩(wěn)壓電路，由于流過 R3的 電流幾乎等于流過 R2 的電流， 所以 Vout端電壓恒定等于 *(5100+12021)=,實現(xiàn) 穩(wěn)壓功能； 由 TL431作為輔助電源 ，給兩片 LM324構(gòu)成的 電 壓比較器提供基準(zhǔn)電壓 ， 兩個 電壓 比較器 輸出 端 驅(qū) 動 充 電 和 充 滿 電 指 示 燈 工 作 ； 由 TL431 資料 知 ： 基 準(zhǔn) 電 壓 17 Uref=12*R*{1+(10R)/R}/11=,所以 R為滑動變阻器 R6的 下半部分阻值約 ； 充電指示燈 采用把 TL431提供的 基準(zhǔn)電壓 接到 由 一片 LM324構(gòu)成的 電壓比較器 的同相端 ，而反 相端 接充電負載的 電壓 ，當(dāng) 負載充電時，由于 反相端 的電壓小于同相端的電壓，所以 LM324構(gòu)成的 電壓比較器輸出 稍小于 12V的 高電平， 點亮 充電指示燈 ： 紅燈串聯(lián)一個限制電流的 1千歐 電阻 ，當(dāng) 負載充滿電后，由于 反相端 的電 壓 不小 于同相端的電壓， 電壓比較器的 輸出電壓發(fā)生跳變， 熄滅充電指示 燈 ；充滿電 指示燈采用把 TL431提供的 基準(zhǔn)電壓 接到 由 一片 LM324構(gòu)成的 電壓比較器 的反相端 ，而 同 相端 接充電負載的 電壓 ，當(dāng) 負載充電時，由于 同相端 的電壓小于 反 相端的電壓，所以 LM324構(gòu)成的 電壓比較器輸出 低 電平，充 滿 電指示燈 不會亮，當(dāng)負載充滿電后，由于 同相端 的電壓 不小 于 反 相端的電壓， 電壓比較器的 輸出電壓發(fā)生跳變，點亮充滿電指示 燈 ， 綠色的發(fā)光二極管 串聯(lián) 一個限流的 1千歐 電阻 ； 3 制作及調(diào)試過程 制作與調(diào)試流程 電路制作 與調(diào)試的方法和 過程 ： 根據(jù)仿真 完成的電路 采購 元器件 ； 發(fā)射 電路： 18 首 先 制作振蕩信 號發(fā)生器 電路 ， 進行 電路的焊接；完成后進行調(diào)試環(huán)節(jié) ， 采用 直流 穩(wěn)壓電源 供給 555芯片 12V直流電，芯片的 OUT端口接 數(shù)字 示波器 來觀察 產(chǎn)生 的 振蕩 信號 的幅 值和頻率， 調(diào)節(jié)滑動變阻器 R2， 調(diào)節(jié) 產(chǎn)生信號的頻率 接近理論值 ， 使頻率 f=103kHz左右 ； 再在 上面那塊板子后半部分 制作并聯(lián) 諧振功率放大器 電路， 進行 電路的焊接；完成后進行調(diào)試環(huán)節(jié)， 采用 直流 穩(wěn)壓電源 供給并聯(lián)諧振 電路 12V直流電，采用 數(shù)字 合成函數(shù)信號發(fā)生器 將 頻率和 幅值 調(diào)節(jié)成與上述 對 555 芯片 進 行調(diào)節(jié)產(chǎn)生的 振蕩 信號相同的 幅值 和頻率 作為信號源 ；線圈 L1兩端 接 數(shù)字示波器 來 觀察產(chǎn)生 的 交流電 的電壓大小和頻率， 調(diào)節(jié) 滑動 變阻器 R3， 調(diào)節(jié) 輸出 信號源 的大小， 調(diào)整放大功率； 兩部分 都 調(diào)節(jié) 完成后，拖焊在一起，采 用 數(shù)字示波器 接到 線圈 L1 兩端 觀察 產(chǎn)生交流電的幅 值 和頻率 ， 再 分別 微調(diào) 兩個 滑動變阻器 R2 和 R3，直至 得到 滿意 波形 ； 接收電路： 19 首先 制作 了濾波及 電源指示燈 電路 、恒流穩(wěn)壓電路、 TL431輔助電源電路和充或充滿電的 指示燈電路， 進行 電路的焊接；完成后進行調(diào)試環(huán)節(jié) ，濾波電容 接 直流穩(wěn)壓電源供給 濾波電容 12V正 電 ， 調(diào)節(jié)