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1、电磁感应式智能无线充电器设计方案【大比特导读】因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电时还要 查找合适的插 口和理顺接线，笔者采用电磁感应原理，设计了智能无线充电器。 该无线充电器具有自动感应 充电和布满电后智能断电功能，不仅适用于各种不 同充电电压和容量的电子产品，而且能够对 多台不同的电子产品同时进行充电。因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电时还要查找合适的插口和理顺接 线， 笔者采用电磁感应原理，设计了智能无线充电器。该无线充电器具有自动感应充电和 布满电后 智能断电功能，不仅适用于各种不同充电电压和容量的电子产品，而且能够对多台 不同的电子 产品同时进行充电。作品采纳智
2、能无线充电的设计思想，具有使用便利、适用 面广的优点，有 较高的推广应用价值。1 .系统概述1.1 当前充电模式状况在电子科技技术高速进展的今日，全球范围内的手机用户数量已经达到了 33 亿，再加 上 MP3. MP4等其他周边电子产品，平均不到2人就拥有一个需要充电的便携式电子产品。目前普 遍使用的都是数据线插接式充电，这种充电方式数据线接口用久了通常会有触不良等 现象，而 且单个充电器适应而不广，因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电 时还要查找合 适的插口和理顺接线，真可谓费时费劲；各种便携式电子产品的充电是一件令 人头痛的麻烦事。 为了改良上面的现 象，研发智能无线充电器是很有
3、必要的。1.2 作品简介及优点智能无线充电器采用电磁感应原理，是非接触充电系统，不再通过导线（充电线）传输 电 能，而是无线传输方式充电。没有充电所用的物理接口，与一般充电器相比，避开了插线 或拔 电池的麻烦，具有一般充电器的工作原理;作品采纳一（充电器）对多（感应负载）充电、 智能 充电的设计思想;无线充电器对负载充电时，指示灯将由绿灯转换为七彩灯，手机也正确显示充 电状态并智能完成充过程（试验产品为手机）。本充电器可以同时对多个负载充电, 可以自动感 应是否有负载充电，达到自动充电，布满电后10 秒自动断电，达到智能化;从 而大大便利了用 户。智能无线充电器使用非常便利、一个充电器就可以满
4、意一个家庭的需要, 具有较高的推广应 用价值、成本低廉（与一般充电器价格相差不多）等优点，现在世界上很多大公司（如Sony, Intel, apple,飞利普等）也正在火热讨论中；智能无线充电必将是取代物理直插的进展方向， 将确定受到人们的欢迎和重视。基于以上思路，充分运用所学电子技术学问，经过老师悉心指导。设计、制作智能无线 充 电器，它具有如下优点：（D 成本低廉电路由脉冲产生部分、功率放大部分，滤波部分、比较部分及放射和接收部分组成，每部 分只是几个小元件组成，制作简洁。(2) 一对多充电一台充电器可以对多个负载充，一个家庭购买一台充电器就可以满意全家人使用，随着负 载的增加，工作效率也
5、会增高，因此可以节省用电同时亦可削减不必要的开销。(3) 便利性与一般充电器相比，削减了插拔的麻烦，同时亦避开了接口不适用，接触不良等现象,老年 人也能很便利地使用。(4) 智能化只要把感应负载往充电器上面放，就可以自动感应充电，通过信息反馈，当感应负载满电 后，自动断电，实现充电过程智能化。2 .工作原理概述2.1系统模块无线充电器采用电磁感应原理。通过NE555D芯片产生一个36. 7K的脉冲频率(由于经过 调试在36. 7K频率时，效率达到最高)，IRFp460功率放大，使放射线圈产生磁场，当接收线 圈靠近时，产生感应电流，经过全波整流和稳压，得到负载(手机)所需要的充电电压和电 流。
6、放射线圈的电流会随着感应负载的增加而增大，通过运放把0. 33欧的负载电压23倍 放大， 再经过1N4148整流滤波得到电压Ul与基准源Uo比较。充电时，Ul大于Uo七彩灯 闪亮，表 示正在充电;空负载或布满电时，Ul小于Uo，绿灯亮，若10秒钟后没有感应负载，自动断电;按 一下复位键则充电器重新启动。详细电路分析如下：2. 1. 1NE555D脉冲发生器模块如图1,依据T=(Rl+Rp)Cl, f=l/T，调整RP使NE555D输出一个36. 7KHZ的脉冲频率。3.1. 2功率放大及无线放射模块主要把NE555D产生的一个36. 7KHZ的脉冲功率放大，经放射线圈放射出去。当脉冲为高 电平
7、常，Q12栅极为高电平，Q12导通，此时Q8饱和，Uce q电压只有0. 67V,经D10-4148后 Ql栅极电压为0, Ql截止。当脉冲为低电平常，Q8、Q12同时截止，电流直接由R16D10Q1, QI 导通。整个过程中QI与Q12均以一开一关的形式工作。电路如图2：图2功率放大及无拔发射模块2.L6 流程图 详细工作流程如图 7 所示:22系统实现系统实物图如图8、图9、图10所示。十 #*召 I* 壬 M1 B14图8作品实物图图9进行一对多充电3 . 主要技术指标 该作品主要技术指标如表 1 所示表 1 主要技术指标脉冲频率(kHz)4.961018273236.；42491001
8、000供电电压(V)12121212121212121212空鼓电流(mA)21【 11t 11t t/A 850510310270230IROISO180180180供电电* (mA)900590120310310310240210190180感应电压(V)18127.44.84.65.22. 13.80. 660.0164 .元件清单 本系统所采纳的主要元件清单如表 2 所示:表2 主要元件清单元件数目单价元件数目单价NE555D芯片10. 35220OU电容0.4NE5532P 芯片1IRFP460 管22.5IOoU电容10.1IOK滑动变阳涔)0. 1470U电容30.1小继电器21
9、.5TIP42C10.6电阴250T01陶立电容90.01开关20. 1901440.14148二极管20.0314001二极管50. 03稳压二极管20.03LED二极管30. 06变压器1经统计得：元器件总价格$二 17.18 （元）5 .作品扩展 通过讨论,我们发觉无线电磁感应充电的应用领域非常广泛除了应用于最基本的手机、 MP3、MP4、笔记本电脑,数码相机等便携设施充电外，还可以应用在医疗工业领域中，特殊对于那些完全密封式的设施有着更重要的意义；假如把放射线圈装进鼠标垫里面，便可 实现鼠标无线供电。其实除了 感应充电以外,还可以通过转变脉冲频率实现驱蚊赶鼠等功能。6 . 结束语本设计把目前电子类课程所学的专业学问真正应用到实践中,由于作品架构设计合理, 电路功能实现较好，性能优良、稳定，较好地达到了预期设计要求的各项指标。
