無線充電系統(tǒng)

1. 無線充電系統(tǒng)的工作頻率選定在 ISM 波段，例如 433 MHz。

2. 無線充電距離可以超過 10 厘米。

3. 充電電流將大于 1A。

4. 該系統(tǒng)可以為電動玩具車進(jìn)行充電。

5. 該系統(tǒng)具備進(jìn)一步升級為實用系統(tǒng)的潛力

設(shè)計并制作一個磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsE9F1.tmp.png

圖1 電能無線傳輸裝置結(jié)構(gòu)框圖

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA02.tmp.jpg

圖 1、發(fā)射電路原理圖

發(fā)射部分發(fā)射電路由振蕩信號發(fā)生器和諧振功率放大器兩部分組成。

振蕩源由555電路，為功放電路提供激勵，電源接通時，555的3腳輸出高電平，同時電源通過R1、R2向電容c1充電，當(dāng)c1上的電壓到達(dá)555集成電路6腳的閥值電壓（2/3電源電壓）時，555的7腳把電容里的電放掉，3腳由高電平變成低電平。當(dāng)電容的電壓降到1/3電源電壓時，3腳又變?yōu)楦唠娖剑�同時電源再次經(jīng)R1、R2向電容充電。這樣周而復(fù)始，形成振蕩，測試振蕩器輸出波形 已知f=1.44/(R1+2R2)C1。信號，輸出占空比約等于2/3的方波，所以使高頻振蕩電路的工作與間歇時間比也等于2/3。

為了能在小功率的推動下也能輸出足夠大的高頻功率，輸出級選用場效應(yīng)管IRF634，場效應(yīng)管是一種電壓控制器件，原則上不消耗激勵功率，但它的極間輸入、輸出電容很大，有幾百pF，如果直接接到555的輸出端，會因為555電路的輸出電流很小而使波形的上升時間和下降時間變大，而導(dǎo)致效率下降。所以我還在555電路的后面加了一對互補的三極管，此互補管接成射極輸出，具有極小的輸出電阻，可以使方波的上升和下降時間大大減小。加上了這級電路后效率提高。555產(chǎn)生的高頻信號再通過C3和R3組成的耦合電路之后被功率開關(guān)管功放大放大后，的高頻信號通過L1和諧振電容組成的諧振電路發(fā)射出去，諧振功率放大器由LC 并聯(lián)諧振回路和開關(guān)管IRF460 構(gòu)成。當(dāng)源、漏極接有電感性負(fù)載時，管子截止時電感電流不能突變，D2用這個二極管續(xù)流。防止高壓擊穿管子。振蕩線圈按要求用直徑13CM1mm的漆包線密繞10 圈，實測電感值約為32uH.電容c4電解c5穩(wěn)壓管D1組成一個5v電壓供555使用、兩個C6、C7電容組成濾波電路 R5/1K是限流電阻，R4/R6/100的是功率電阻C3和R3組成的耦合電路電路連接于信號源和信號處理電路或兩級放大器之間，用以隔斷直流電，讓交流電或脈動信號通過，使相信的放大器直流工作點互不影響。

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA03.tmp.jpg

圖2、接收電路PCB板

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA13.tmp.jpg

圖3、接收電路原理圖

兩個電感分別是初級和次級耦合線圈，諧振電容和L1的(1mm漆包線密繞10 圈實測電感值約為32uH)耦合被無線傳送到次級接收電路，高頻交流信號通過FR107高速整流管整流后，c6、c7濾波，D1穩(wěn)壓后變成5V直流電能電壓。

TL413和Q18050組成恒壓充電電路給3.7V的鋰電池進(jìn)行充電，充電指示紅LED燈亮TL413為Q1基極提供基準(zhǔn)電壓當(dāng)充電池充滿時電壓超過一定量亮，Q1導(dǎo)通Q2也導(dǎo)通從而點亮led綠燈。R1是取樣電阻，R2 R4分壓電阻調(diào)整R4阻值值到基準(zhǔn)電壓，R5為限流電阻，file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA24.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA25.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA26.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA27.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA28.tmp.png調(diào)整它可以得到不同的充電電流.

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA38.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA39.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA3A.tmp.png

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA3B.tmp.jpg

圖4、接收板PCB板