无线充电器的设计

品文档引言§ 1.1无线充电技术的背景随着智能手机、数码相机以及平板电脑等移动电子产品在人们生活中的广泛应用，内置锂电池续航短问题日益凸显，在这种情况下，无线充电技术应运而生。有研究指出，全球无线充电技术将于2017年形成一个70亿美元的市场。据了解，无线充电技术来源于日本。日本富士通公司2010年9月宣布其研究出了新的无线充电技术，可实现在距离充电器几米远的地方进行无线充电。而所谓的无线充电技术，即不用通过电源线电，线和电器在充电器设备形成共，实现电能的技术。本移创公司出现。而随着无线充电的，无线充电技术有广泛的应用。§ 1.2无线充电技术的先驱据和，个这个的研究中。Palm|美国Palm公司是美智能手机，将无线充电应用在手机。出的充电 设备“摸石”，就可以利用电磁感应原理无线为手机充电。海尔丨中国了麻省理工学院合作的无线电力技术。Powermat美国Powermat桌面式了麻省理工学院合作的无线电力技术。Powermat美国Powermat桌面式便携式多主由底座收器组成，售价在 100美兀左右劲丨美国劲(Energizer)是美知名的电池和手电筒品。该公司预计将正式出一款无 线充电器，售1下载89uPad2008Witricity2012“iNPOFi”器2013CES肖费子展上展命iNPOFi”产品阵营iPhone4/4SGalaxySft手模块诺基Lumia920不是户只自手模块即是。现外i还陆续推列， 比如移动无身芯让人区也连续供他任何产品都不具备此外我们还针多品牌和型 推列配套产品，满足多终端客户求。§1.3市场前景去诺基纽约布上诺基向我们展示回家以随手把手放上垫边 边听音乐景Lumia920接收器不久来土香啡 缤店面和伦敦希思罗都［］。从梦想步入现实从概念变成商品未来手、 PC视、电动汽车等领域引领新风尚趋势具非常广阔市景。根据北和欧市求调查报告显示北欧市产品表现极 大兴趣81%勺消费希望多子产品以时种求刺激产品市快速展早产品经进入市较大家熟知便是iPhone器售卖已经多时间中包括立麦克赛尔经推符合 WPC标准iPhone列产品另外日NTTDoCoM早CEATEC201展上推手希望2014以该推手都具备功能厂商 以外目HTC摩托罗拉、LG上市产品中也具备功能分析师预测4市真正拐尽管目器市主要集中和欧地区但随智能备增多以及备功能多化求，它市占得大幅提 升根据市构 MarketsandMarkets份报告全球市未来五获得井喷式增长2017形成超过 70亿市而2011数字仅仅只4.57亿复合增长57.6%,备受际知手厂商重视未来器手行业先进行 大力推广能手起捆绑进行销售手行业以外目开市还包括家具行业、信行业、汽车行业、玩具行业、消费子领域根据市 调iSuppli数据显示，2下载2013140、麦当劳、咖啡厅等所随时随地进行充或许一天没数据连接情况下给还同步数据和资料传送功目前主要还接触式未还隔空但要这些功首先要解决便率低问题这还需要一段时间。、通、需呈行大进中国和这一地和竞争中国强劲国内消费和份 额大海外出口预计中国技术应会很快如今此相关各项核 心技术鲁恩科技已经全面解决供整套 及软件厂商供国际头 同竞技强大技术支持。3下载§2.1一⑷：将直流转换成高频交流，然后通过没有任何有有连接的原、副能的2-1所示。2-1无线电能传输示意图本由能发送路和能接收与控制路两部分构成。电能发送部分2-2,能发送单元的供源有两种：220V24V直流（如汽车源）J选择。按照交流优先的原则，图中继J的常闭触点与直流（BT1处于接通状态。42巧鼻卷印2巧鼻卷印.6-.EIFFQ62V26VJ11JVL112IC2JC32200uF。L1L2L1L2构、副足够功率尽可高效率应较高调制频率考虑到件高频特性验1.6MHz较适。IC1CMO六非门CD4069只了三非门由F1,F21.6MHz到11VVMO功IRF640.足在尽可高效率L1C8频率可C4100pF,R1调R13K,可调阻 尽但 L1中频正弦由可见部分频50Hz正弦1.6MHz正弦。电能接收与充电控制部分正常情况下L2L1相距几 cm,且近轴可获较高输效率充控制理如图 2-3所L2z正弦值16空载桥由4只1N4148高频二极C5到20V充控制部分唯5下载R4,RP2TL4314.15VR12IC3224.15V3422VD5与R6、R7IO=2-O.7R6+R7R5Q3LED3oC109012摆 £«#£D5-D8C109012摆 £«#£D5-D8EU«14JiLED2(T)sw二IE1M27K4.15VLED33TL431阿4.15VIC324.154Q5R8使Q3LED3R6R7E24918918§2.2方案二石英晶体振荡器2.2.1方波信号的产Th6VCCHCJS-'UfsQsVCCHCJS-'U1、2R的对TTL门路0.7~2kQ之对CMO10-100MQC1用耦合；C2作用是抑制次以保证；C2的RC2网络fs处极点以少损失；C1C1fs的C无关。第三CMO功能是改善增强带负载能力。R仁R2=2MX1=2Mmulitisim无2M择3）公2nRC2fs=1得C2^1nF。22kH的2MHZ方故舍弃方案。7下载§2.3方案三门电路组成的多谐振荡与丁类功率放大器门电路组成的多谐振荡图2-5多谐振荡电路图()30pfC1、5KQR1R210KQR3R4CMO非震荡过程是通过C充放作用来实现。补偿R4R2减小源频率影响。周期理论值算：T=1/fs=RCIn4勺.4(R1+R3)C1丁类功率放大器

(6=30pf,fs=2MH)丁类功率特点效率高产生热量少丁类功率放大器基本思想是要求流过功率管流为零。显然这时功率管处于开关工作状态CMOSIRF640,L1大小网所买约30uH2MHZ勺频率f=1/(2n(RC))8400pf,CC2C3并联得到；实际用100pf。R5起到分压作用；SD。放大倍Rd/Rs决定。Rd=109Rs=5.1kQ。833

2-6丁类功率放大器—12V5孔H C2 capp

pF9品文档图2-7发射电路。原理是通过容C1充放作。周期理论值计算：T=1/f=RCIn4~1.4(R1+R3)C1;(C1=30pf当R3=0时，f=7.1MHz;当0Q ，z;实际C1100pf;周期实际值：波形不失真500k~2.68MHz满足波形不失真情况，故该所选方案。10下10载§3.1发射电路

图3-1发射电路原理图、低平开关件，如、压比较、BJT等具有反馈网络，将输出压恰当反馈给开关件使之改变输出状态RC充、放性可实现延时，以获得所需要多实用中，反馈网络兼有延时用)一种CMO3-2所示。11载图3-2由CMOS电路组成的多谐振荡器3-3(a)、(b)所示。

——dl—(b)多谐振荡器波形图3-3多谐振荡器原理图和波形图a中D1 、D2、D3、D4均为保护二极管。 为了讨论方便，在电路析中,假定门电路的电压传输特性曲线为想化的折线，即：VON为开门电平，VOFF为关门电平， Vth为门坎电(阈值电)。第一暂稳态及电路自动翻转的过程 假定在t=0时接通电源，电容C尚未充电，电路初始状态，即第一暂稳态 V0仁VOH，vl=v02=VOL12下载1p、R和2N容C3-2(a)l当lh*■使12V)仁VOLV02=V)H。第二暂稳态及路自动翻转过程2由0VD则V/| ►！t------► f J至h， IVDD?V+ 。随后容C过G2T1、阻R和G1TN放使当至后,路又产生如下正反馈过程：12L此后路重复上述过程G2输出端得到方波。由上述分析不难看出多谐振荡器两个暂稳态转换过程是通过C充、放容充、放作用又在图变上。在分析波。2I,态转换：于容充、放振荡过程|I转换：上分析所得路在态转换个值，3-2(b)T1、T2T1应于第一暂稳态3-2(b)t1作间，£¥一」冬勺岡沙呱r=j?C.RC路瞬态响应分析有；砂 %3-2(b),在第二暂稳态t2作间,讥 + 巾3卜0,"RC 由求出13下载-=RCln414RC3-2

(

()[FO

(FO

分别为N P ON N N P N NCMONMOSPMOC远大电路分布电容的情况。当电源电压波动时,会使振在h224示。FS可减小电源电压化对时R37R(般取RS=10R)。图3-4加补偿电阻的CMO多谐振荡器3.1.2XKT-4081) .[6]:XKT-408系列集成电路CMO制程工艺具有精度高、稳定性能好等特点XKT-408能采用电磁能量转换原理并配合接收部分做能量转换及电路的实时监控；负责各电池的快速充电814下载、源供。.特点：*自动频率锁定*自动检测负载*自动功率控制*能量输出传送*效磁能量转换 *度能量输出 *智能检测系统，免调*工作压：DC3V~15V*度集成化，仅几个普通外围元件 *经过严格测试及批量生产，性能疋.脚位图及说明:F【N匚UF【N匚U-138ZJALNCAOU237=1GKD匸465XKT408心 电圧栓粥INOU

AO 功£4 aafcllFf OLT* 接口OUT2

OUT1 曽連住出口 |7 IN L3 VDD 1遐4).工作极限参数：苻号VDD工作琴裁苻号VDD工作琴裁工作寮秤单位3VAOUTIAVDIV12V1W1X3mmAmA1mm

存储温度：-65Cto+150C最大工作压：15V800mA3.1.3T5336T5336系列集成路，采用CMO制作工艺，专门用于智能XTK-408A配合形成良好发射控制路，自动控制发射圈磁波发射LC振荡路在振荡过程中由于圈内阻不能忽略且在能量传输过程能量损耗导致路中振荡流肯定会大幅衰T533678号输出口LC路两端压，用以补偿路中阻抗和能量传输损耗压，使发射圈发射15下载*5VID15S34)*5VID15S34)iNCNC\TNENSWNCGMFBrdl583ul8J7925V220uF_cmpssvDI0DCmpuDCmputlOOuFDCoutput2k3.2.1TD15835V⑺：NCn NCVINQ ENSW□ NCGND口 FB1,1,6,8NC2VIN无。td15833.6V28V16载GN接适当大的的影响。345SWGNDFB开关源输出引脚。是功率输出的开关节点。接地反馈引脚。通过一个外部阻分网络，FB可以调节输出。反馈阈值1.222V。7EN使能引脚。EN是一个数字输入，来调节装置的开启或关闭。高平开启装置，低平关闭。17下载第四章 电路的仿真与调试 §4.1发送部分4.1.1方波信号的产Th1M118下载2.4-1门电路组成的多谐振荡仿真图2。女口4-2所。19下载品文档品文档.1.2

图4-2仿真波形图MULTISIM4-3仿真实验电路20下载(2)。女口4-4所。下载品文档品文档 .1.3

图4-4仿真波形图(145 2下载品文档".......................w...............................“呻".......................w...............................“呻卜 耐卅比则HW,©0.6mm50mm1712V:200mA4.2V600mA4-14-115 80011 5 132257101251203560013511045450145705536015554653101654175240175288521018519951621951710515020510(mm)(mA)(mm)(mA)5V 500m(mm)(mA)(mm)(mA)23载第五章结论达到一个完美功能体现。也仅是为可行性探索目标功能仍然仅仅局小容量锂池而应用到这些池一般都是我们随身子产品手机推广到容量池从原则上要继续前行。我们个行仍然原是将经变压变压之后变幅度流后桥式整流成直 流点传统的和做基础理 论致致比生活细节以提供 更便利验全以象即便公共只置点日常活该点拿备即进么好 法并且法是现实可以实现。24下载在5V10uF。XKT-408A控制T5336出可控低。与T5336出L1C3LC振荡路发射出稳高