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1. 設(shè)計(jì)要 1. 無(wú)線充電系統(tǒng)的工作頻率選定在 ISM 波段，例如 433 MHz。 2. 無(wú)線充電距離可以超過(guò) 10 厘米。 3. 充電電流將大于 1A。 4. 該系統(tǒng)可以為電動(dòng)玩具車(chē)進(jìn)行充電。 5. 該系統(tǒng)具備進(jìn)一步升級(jí)為實(shí)用系統(tǒng)的潛力 2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)磁耦合諧振式無(wú)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(wú)線傳輸裝置結(jié)構(gòu)框圖 2. 發(fā)射電路設(shè)計(jì)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(hào)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(lì)，電源接通時(shí)，555的3腳輸出高電平，同時(shí)電源通過(guò)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(shí)，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(shí)，3腳又變?yōu)楦唠娖剑瑫r(shí)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(cè)試振蕩器輸出波形 已知f=1.44/(R1+2R2)C1。信號(hào)，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(shí)間比也等于2/3。 為了能在小功率的推動(dòng)下也能輸出足夠大的高頻功率，輸出級(jí)選用場(chǎng)效應(yīng)管IRF634，場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制器件，原則上不消耗激勵(lì)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(huì)因?yàn)?/font>555電路的輸出電流很小而使波形的上升時(shí)間和下降時(shí)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(duì)互補(bǔ)的三極管，此互補(bǔ)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(shí)間大大減小。加上了這級(jí)電路后效率提高。555產(chǎn)生的高頻信號(hào)再通過(guò)C3和R3組成的耦合電路之后被功率開(kāi)關(guān)管功放大放大后，的高頻信號(hào)通過(guò)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(kāi)關(guān)管IRF460 構(gòu)成。當(dāng)源、漏極接有電感性負(fù)載時(shí)，管子截止時(shí)電感電流不能突變，D2用這個(gè)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(shí)測(cè)電感值約為32uH.電容c4電解c5穩(wěn)壓管D1組成一個(gè)5v電壓供555使用、兩個(gè)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(hào)源和信號(hào)處理電路或兩級(jí)放大器之間，用以隔斷直流電，讓交流電或脈動(dòng)信號(hào)通過(guò)，使相信的放大器直流工作點(diǎn)互不影響。 file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA03.tmp.jpg 圖2、接收電路PCB板 3. 接收電路設(shè)計(jì)file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA13.tmp.jpg 圖3、接收電路原理圖 當(dāng)功率放大器的選頻回路的諧振頻率與激勵(lì)信號(hào)頻率相同時(shí)，功率放大器發(fā)生諧振，此時(shí)線圈中的電壓和電流達(dá)最大值，從而產(chǎn)生最大的交變電磁場(chǎng)。當(dāng)接收線圈與發(fā)射線圈靠近時(shí)，在接收線圈中產(chǎn)生感生電壓，當(dāng)接收線圈回路的諧振頻率與發(fā)射頻率相同時(shí)產(chǎn)生諧振，電壓達(dá)最大值。實(shí)際上，發(fā)射線圈回路與接收線圈回路均處于諧振狀態(tài)時(shí)，具有最好的能量傳輸效果。 兩個(gè)電感分別是初級(jí)和次級(jí)耦合線圈，諧振電容和L1的(1mm漆包線密繞10 圈實(shí)測(cè)電感值約為32uH)耦合被無(wú)線傳送到次級(jí)接收電路，高頻交流信號(hào)通過(guò)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(mǎn)時(shí)電壓超過(guò)一定量亮，Q1導(dǎo)通Q2也導(dǎo)通從而點(diǎn)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 5、元器件清單 | | | | | | | 電容（CBB,,223/630V[size=8.0000pt]） | | | 電容（滌綸電容102[size=8.0000pt]） | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 電容（滌綸電容102[size=8.0000pt]） | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
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