无线充电器的设计

1、山西电子技术2009年第3期应用实践文章编号:167424578(2009)0320030201无线充电器的设计黄洁琳,章 磊(黄石理工学院电气与电子信息工程学院,湖北黄石435003)摘 要:介绍了一种由常用电子器件构成,以射频电路、接收控制电路为核心,以电感线圈实现无线传能的无线充电器,简单实用,成本低廉。并通过实验验证了方案的可行性。关键词:无线充电器;射频电路;接收电路中图分类号:TN99 文献标识码:A量耦合实现能量的传递。如图1所示2,系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电,或用24V直流电端直接为系统供电。经过电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频

2、交流电供给初级绕组。通过2个电感线圈耦合能量,次级线圈输出的电流经接收转换电路变换成直流电为电池充电。0 引言目前,手机、MP3和笔记本电脑等便携式电子设备进行充电主要采用的是一端连接交流电源,另一端连接便携式电子设备充电电池的传统充电方式。这种方式有很多不利的地方,首先频繁的插拔很容易损坏接头,另外也可能带来触电的危险1。因此,非接触式感应充电器在上个世纪末期诞生,凭借其携带方便、成本低、无需布线等优势迅速受到各界关注。因此,实现无线充电,能量传输效率高,便于携带成为充电系统的研究方向之一。本文设计了一种简单实用的无线传能充电器,通过线圈将电能以无线方式传输给电池。只需把电池和接收设备放在充

3、电平台上即可对其进行充电。实验证明,虽然该系统还不能充电于无形之中,但已能做到将多个校电器放置于同一充电平台上同时充电,免去接线的烦恼。图1 无线充电器系统框图2 硬件电路设计2.1 电源管理模块如图2所示,交直流两路电源分别接继电器的常开和常闭端给能量发送单元供电。此时若交流电存在,选择交流供电,同时断开直流供电,在交流电停电时,则自动切换直流供电。1 无线充电器原理与结构无线充电系统主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能图2 供电电源电路2.2 发射电路模块如图3,主振电路采用2MHz有源晶振作为振荡器。有源晶振输出的方波,经过二阶低通滤波器滤除高次谐波,得到稳定的正弦波输出,经三极管130

4、03及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去,为接收部分提供能量。测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为0.5mm,直径为7cm,电感为47uH,载波频率为2MHz。根据并联谐振公式3得匹配电容C约为140pF。因而,发射部分采用2MHz有源晶振产生与谐振频率接近的能源载波频率。(下转第57页)收稿日期:2009-02-14 修回日期:2009-03-10作者简介:黄洁琳(19872),女,黄石理工学院电子信息工程专业学生。第3期 李宇翀,等:窄带语音通信系统的研究与设计57的话音速率,传输时输出的语音清晰,辨识率好。本文设计是基于语音压缩传递基础

5、上的,对于研究和应用窄带语音通信系统具有一定的借鉴价值。参考文献UsersManualVersion4.1M.2004-04.2 周立功,张华.深入浅出ARM7M.北京:航空航天大学出版社,2005:52253,70-90.3 张歆奕,卢敦陆,张有为.AD73311通用模拟前端的原5 结论本文所设计的语音通信系统采用的码率较低,为2.4kbps理及其在语音处理中的应用J.电子技术应用,1999(8):53-55.ResearchandDesignofNarrowbanVoiceCommunicationSystemLiYu2chong1,LiuFeng2rong1,LiaoWen2bin2(1

6、.AirDefenseForcesCommandAcademy,ZhengzhouHenan450052,China;2.ArtilleryHeadquartersof75130Army)Keywords:AMBE21000vocoderchip;CSP1027vocoderchip;narrowbandcommunication;voicecodin(上接第30页)2.4 充电电路如图5,从接收电路引出电源,利用拨码开关改变负载电阻调节充电快慢。同时在充电电池前并联两个串联的贴片发光二极管(一个发光二极管的导通电压是1.5V,串联后,导通电压为3V),实现充满指示功能。图5 充电电路图3 发

7、射电路2.3 接收转换电路模块如图4所示,初级线圈发射的能量由次级电感线圈耦合接收后,将接收到的高频电流经转换电路转换为直流电为电池充电。3 结束语无线充电是人们多年的梦想,而无线充电技术终将成为充电系统的主流,替代现有的充电方式。本文介绍了一款简单实用,成本低廉的无线充电系统,并对其结构和原理进行了详细的分析。该系统安全、方便、适用范围广,具有较好的应用前景。参考文献1 肖志坚,韩震宇,李绍卓.关于便携式电子设备新型无线充电系统的研究J.自动化技术与应用,2007(12):1142116.2 张爱玲.基于无线通信系统的射频电路和基带模块的研究M.上海:东华大学出版社,2005.3 杨肃行.模拟电子技术基础简明教程M.第3版.北京:高等教育出版社,2005.图4 接收电路DesignofWirelessChargerHuangJie2lin,ZhangLei(SchoolofElectronicandElectronicInformationEngineering,HuangshiInstitudeofTechnology,HuangshiHubei435000,China)Abstract:Wirelesschargerwhichiseffectiveandconvenientpossessthepotentialofveryexte