電磁感應(yīng)式智能無線充電器設(shè)計(jì)方案

　　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，筆者利用電磁感應(yīng)原理，設(shè)計(jì)了智能無線充電器。該無線充電器具有 自動(dòng)感應(yīng)充電和充滿電后智能斷電功能，不僅適用于各種不同充電電壓和容量的電子產(chǎn)品，而且能夠?qū)Χ嗯_(tái)不同的電子產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行充電。作品采用智能無線充電的 設(shè)計(jì)思想，具有使用方便、適用面廣的優(yōu)點(diǎn)，有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　1.系統(tǒng)概述

　　1.1當(dāng)前充電模式情況

　　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。

　　1.2作品簡(jiǎn)介及優(yōu)點(diǎn)

　　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。

　　基于以上思路，充分運(yùn)用所學(xué)電子技術(shù)知識(shí)，經(jīng)過老師悉心指導(dǎo)。設(shè)計(jì)、制作智能無線充電器，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)成本低廉

　　電路由脈沖產(chǎn)生部分、功率放大部分，濾波部分、比較部分及發(fā)射和接收部分組成，每部分只是幾個(gè)小元件組成，制作簡(jiǎn)單。

　　(2)一對(duì)多充電

　　一臺(tái)充電器可以對(duì)多個(gè)負(fù)載充，一個(gè)家庭購買一臺(tái)充電器就可以滿足全家人使用，隨著負(fù)載的增加，工作效率也會(huì)增高，因此可以節(jié)約用電同時(shí)亦可減少不必要的開銷。

　　(3)方便性

　　與一般充電器相比，減少了插拔的麻煩，同時(shí)亦避免了接口不適用，接觸不良等現(xiàn)象，老年人也能很方便地使用。

　　(4)智能化

　　只要把感應(yīng)負(fù)載往充電器上面放，就可以自動(dòng)感應(yīng)充電，通過信息反饋，當(dāng)感應(yīng)負(fù)載滿電后，自動(dòng)斷電，實(shí)現(xiàn)充電過程智能化。

　　2.工作原理概述

　　2.1系統(tǒng)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(chǎng)，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)。具體電路分析如下：

　　2.1.1NE555D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。

　　2.1.2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 R16D10Q1，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：