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1、毕 业 设 计 手机无线充电器设计学生姓名： 专业班级：电气工程及其自动化 指导教师： 学 院： 手机无线充电器设计摘 要随着人类社会的不断发展，科技不断进步，智能手机得以普及，给人们带来了前所未有的科技体验，智能手机耗电快、电池续航短、充电频繁带来的接口损坏以及充电宝携带不便等问题也让手机无线充电器迎来发展的契机。基于此，本次毕业设计将设计一个手机无线充电器。提供更好的生活方式。本文将设计一个微距手机无线充电器，充电距离只有几厘米，或者通过接触进行充电，可对一般手机锂电池充电，充电定压不会不超过5V。无线充电器的基本原理根本上还是电磁感应原理，并不是什么新兴技术。本文的主要内容是设计充电器的
2、电路，元器件的选择。无线充电器的电路部分的设计主要分为电能发射部分、电能接收转换部分、充电部分。若电源为交流电，首先经过整流电路整流、滤波，在高频震荡电路产生高频振荡，经过功率放大电路，通过线圈L1发射出去，线圈L2接收到来自L1辐射的电能，同样经过整流滤波以后，由一个纯控制电路来控制，给电池充电。这就是整个充电器的设计方案。本文将设计的无线充电器充电距离为微距，甚至需要通过接触进行充电，充电容量针对一般手机锂电池。整体电路的设计秉承分块设计，功能集中体现的思想：分成几个电路模块来设计，最终结合在一起实现无线充电的功能。电路设计将按现在手机无线充电器的一贯设计方式。关键词 无线充电 电磁感应
3、互感 微距 Mobile Wireless charger designAbstractWith the continuous development of human society, science and technology progress, the smart phone has gained popularity, has provided people with unprecedented experience science and technology, intelligent mobile phone power fast charging, battery life i
4、s short, frequent damage interface and charging treasure carry inconvenience and other issues also makes wireless charger for mobile phone development opportunities. Based on this, this graduation design will design a mobile wireless charger. Provide a better way of life. This paper will design a ma
5、cro cell phone charger, wireless charging distance is only a few centimeters, or through contact, but for the average cell phone lithium battery, charging constant pressure may be no more than 5 v. The basic principle of wireless charger fundamentally or electromagnetic induction principle, and not
6、what emerging technologies. The main content of this paper is to design a charger circuit, the choice of components. Wireless charger circuit part of the design is mainly divided into electricity transmitting parts, power receiving transformation, charging part. If the power supply for alternating c
7、urrent (ac), first through the rectifier circuit rectifier, filter, high-frequency oscillation in the high frequency oscillation circuit, a power amplifier circuit, through the coil L1 launch out, coil L2 received from L1 radiation power, also after rectifying filtering, by a pure control circuit to
8、 control, to recharge the battery. This is the design of the charger. In this paper, the design of a wireless charger for macro, charging by contact will be required, even for normal cell phone lithium battery charging capacity. The whole circuit design of adhering to the block design, function embo
9、died mind: into several circuit module to design, finally together, we can realize the function of wireless charging. Circuit design will be effected according to the mobile wireless charger now consistent design approach.Keywords Wireless charging Electromagnetic induction Mutual inductance microsp
10、ur目 录摘要Abstract目录IV1 前言11.1 无线充电技术的概述11.2 无线充电技术背景11.3 无线充电技术的发展11.3.1 国内外发展现状21.3.2 无线充电市场前景41.3.3 最新发展趋势的现状51.3.4 手机无线充电器发展现状72 方案原理82.1 技术原理82.1.1 电磁感应式无线充电82.1.2 磁共振式无线充电92.1.3 无线电波方式92.1.4 电场耦合式102.2 解决方案选择112.3 电磁感应定律122.4 本章小结133 系统设计143.1 无线充电器原理与结构143.2 电能发送部分电路设计143.2.1 高频振荡电路模块143.2.2 功率放
11、大模块143.2.3 发射模块153.2.4 电路设计163.3 电能接收转换与充电部分电路设计163.3.1 接收电路模块163.3.2 控制电路模块173.3.3 电路设计173.4 主要元器件选择183.5 本章小结194 充电器工作过程204.1 电能发射部分204.2 电能接收部分与充电部分204.2.1 充电过程中214.2.2 停止充电工作状态214.3 调试224.4 性能测试234.5 本章小结24结论25参考文献26附录27致谢281 前 言1 前 言1.1 无线充电技术的概述无线充电技术（Wireless charge technology ）。无线充电技术，也就是无线电
12、力输送技术1。无线充电，又名感应充电、非接触式感应充电。无线充电，简而言之就是在没有任何导电线的情况下进行充电，只是以空气为介质就可实现电能传输的充电方式，为设备进行充电。是利用近场感应，即电感耦合原理，由供电设备将能量传送至用电设备的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。能量以电磁波形式通过电感耦合由电源传送至用电设备，两者之间不用电线连接，实现了无线充电的真正含2。1.2 无线充电技术背景 随着科技与社会的进步，随着像智能手机，智能手表、手环、平板电脑等各种形形色色的电子产品进入我们的生活，人们对充电方式也提出了新的要求。它们在为我们的生活带来便利与乐趣的同时，也
13、存在很多问题。首先是续航时间短带来的问题，现在电子产品为追求用户体验多采用超大屏幕，加上现在智能手机内置各种功能软件硬件，现在人们使用手机的频率也大大提高，锂电池需要满足体积不能太大的情况下，续航时间就变得尤为短。所以需要频繁的给手机充电，而有线充电也就意味着需要频繁的插拔充电线，极易损坏手机。其次，现代电子产品采用的有线充电存在较多弊端，如果环境潮湿，充电线容易在充电的时候短路或者漏电，损坏充电线和手机。有线充电需要充电线才能进行，每种电子产品或者同类电子产品就需要不同的充电线，不能一线多充，也就是说如果出门就需要携带一堆不同的充电线，携带很不方便。 有线充电已经远远不能满足人们对生活品质的
14、追求，这种情况下，无线充电应运而生。无线充电顾名思义即利用无线电能传输技术实现电能传输进而对电子产品进行充电，虽然无线充电技术不算是一种新兴技术，只是基于无线电力传输技术的一种新应用，但是它仍然是一种朝阳产品，在国内的运用才刚刚起步，即使在国外也运用得并不广泛，它仍然是一种不断发展不断完善的的技术，它的运用和它未来的产业将会越来越大3。1.3 无线充电技术的发展从1820年安培发现电流可以产生磁场开始，电与磁就紧密的联系在了一起，在该领域相继有了更多发现。1831年8月，迈克尔法拉第发现了一种现象：即穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中都会有电流产生，利用磁场产生电流的现象，也就是电磁感应
15、现象4。电磁感应现象的发现为后来1864年麦克斯韦建立电磁场理论有深刻的影响，同时还建立了统一电磁方程，用数学的方法描述出电磁场中各物理量的关系。之后基于电磁学理论的发现。如雨后春笋般涌现：1889年，尼古拉特斯拉已经取得交流电专利权，正进行着无线电力传输相关实验（图1-1），1891年，他证实了无线能量传输，于是他做了一个伟大的构想：将地球与电离层做成一个巨型的无线能量传输系统，以电磁波来传导能量，这是最早期的无线电能传输系统，为后来的无线充电技术的发展奠定了理论基础。 图1-1 特拉斯无线电力传输实验1.3.1 国内外发展现状2007年6月，美国麻省理工学院马林索尔贾希克（MarinSoljacic）团队在长达4年的实验研究中终于获得重大突破。他们在实验中使用了两个直径为50cm的铜线圈，通过调整发射频率使两个线圈在10MHz产生共振，从而成功点亮了距离电力发射端2m以外的一盏60W灯泡5。而且，即使在电源与灯泡中间摆上木头、金属或其它电器，都不会影响灯泡发光通过无线电力传输技术成功点亮了一盏60w的灯（图1-2），该项实验最远能量传输距离为2.7
