智能無線充電系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

智能無線充電器利用電磁感應(yīng)原理，是非接觸充電系統(tǒng)，不再通過導(dǎo)線(充電線)傳輸電能，而是無線傳輸方式充電。沒有充電所用的物理接口，與一般充電器相比，避免了插線或拔電池的麻煩。

在電子科技技術(shù)高速發(fā)展的今天，全球范圍內(nèi)的手機(jī)用戶數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了33億，再加上MP3、MP4等其他周邊電子產(chǎn)品，平均不到2人就擁有一個(gè)需要充電的便攜式電子產(chǎn)品。目前普遍使用的都是數(shù)據(jù)線插接式充電，這種充電方式數(shù)據(jù)線接口用久了通常會(huì)有觸不良等現(xiàn)象，而且單個(gè)充電器適應(yīng)面不廣，因不同的類型電子產(chǎn)品需要使用不同的充電器，充電時(shí)還要尋找合適的插口和理順接線，真可謂費(fèi)時(shí)費(fèi)力;各種便攜式電子產(chǎn)品的充電是一件令人頭痛的麻煩事。為了改良上面的現(xiàn)象，研發(fā)智能無線充電器是很有必要的。

智能無線充電器利用電磁感應(yīng)原理，是非接觸充電系統(tǒng)，不再通過導(dǎo)線(充電線)傳輸電能，而是無線傳輸方式充電。沒有充電所用的物理接口，與一般充電器相比，避免了插線或拔電池的麻煩，具有一般充電器的工作原理;作品采用一(充電器)對(duì)多(感應(yīng)負(fù)載)充電、智能充電的設(shè)計(jì)思想;無線充電器對(duì)負(fù)載充電時(shí)，指示燈將由綠燈轉(zhuǎn)換為七彩燈，手機(jī)也正確顯示充電狀態(tài)并智能完成充過程(實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品為手機(jī))。本充電器可以同時(shí)對(duì)多個(gè)負(fù)載充電，可以自動(dòng)感應(yīng)是否有負(fù)載充電，達(dá)到自動(dòng)充電，充滿電后10秒自動(dòng)斷電，達(dá)到智能化;從而大大方便了用戶。智能無線充電器使用十分方便、一個(gè)充電器就可以滿足一個(gè)家庭的需要，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值、成本低廉(與一般充電器價(jià)格相差不多)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在世界上許多大公司(如Sony，Intel，apple，飛利普等)也正在火熱研究中;智能無線充電必將是取代物理直插的發(fā)展方向，將肯定受到人們的歡迎和重視。

NE555D脈沖發(fā)生器模塊

如圖1，根據(jù) T =(R1+Rp)C1，f = 1/T，調(diào)節(jié)Rp使NE555D輸出一個(gè)36.7KHZ的脈沖頻率。

圖1 NE555D脈沖發(fā)生器模塊

功率放大及無線發(fā)射模塊

主要把NE555D產(chǎn)生的一個(gè)36.7KHZ的脈沖功率放大，經(jīng)發(fā)射線圈發(fā)射出去。當(dāng)脈沖為高電平時(shí)，Q12柵極為高電平，Q12導(dǎo)通，此時(shí)Q8飽和，Uceq電壓只有0.67V，經(jīng)D10-4148后Q1柵極電壓為0，Q1截止。當(dāng)脈沖為低電平時(shí)，Q8、Q12同時(shí)截止，電流直接由R16 D10 Q1，Q1導(dǎo)通。整個(gè)過程中Q1與Q12均以一開一關(guān)的形式工作。電路如圖2：

圖2 功率放大及無線發(fā)射模塊

感應(yīng)線圈模塊

如圖3，當(dāng)感應(yīng)線圈靠近發(fā)射線圈時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)過全波整流后，根據(jù)不同的電子產(chǎn)品的充電電壓，可選擇不同的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，再經(jīng)三極管Q100放大電流后供給不同電子產(chǎn)品充電。

圖3 感應(yīng)線圈模塊

無線充電器利用電磁感應(yīng)原理。通過NE555D芯片產(chǎn)生一個(gè)36.7K的脈沖頻率(因?yàn)榻?jīng)過調(diào)試在36.7K頻率時(shí)，效率達(dá)到最高)，IRFP460功率放大，使發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)接收線圈靠近時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)過全波整流和穩(wěn)壓，得到負(fù)載 (手機(jī))所需要的充電電壓和電流。發(fā)射線圈的電流會(huì)隨著感應(yīng)負(fù)載的增加而增大，通過運(yùn)放把0.33歐的負(fù)載電壓23倍放大，再經(jīng)過1N4148整流濾波得到電壓U1與基準(zhǔn)源Uo比較。充電時(shí)，U1大于Uo七彩燈閃亮，表示正在充電;空負(fù)載或充滿電時(shí)，U1小于Uo，綠燈亮，若10秒鐘后沒有感應(yīng)負(fù)載，自動(dòng)斷電;按一下復(fù)位鍵則充電器重新啟動(dòng)。

充電檢測模塊

當(dāng)有感應(yīng)負(fù)載時(shí)，R20(0.33歐)電阻上的電壓會(huì)增大，經(jīng)運(yùn)放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后，電壓變化明顯，再經(jīng)過 1N4148整流濾波，得電壓U1與基準(zhǔn)源Uo比較，此時(shí)U1>Uo，運(yùn)放輸出Ui為高電平，七彩燈閃爍;當(dāng)感應(yīng)負(fù)載充滿電(或沒有感應(yīng)到負(fù)載)，此時(shí) U1

圖4 充電檢測模塊