無(wú)線充電器原理設(shè)計(jì)與電路解析—電路精選（23）

　　無(wú)線充電器是指不用傳統(tǒng)的充電電源線連接到需要充電的終端設(shè)備上的充電器，采用了最新的無(wú)線充電技術(shù)，通過(guò)使用線圈之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)，神奇的傳輸電能，電感耦合技術(shù)將會(huì)成為連接充電基站和設(shè)備的橋梁。

　　當(dāng)前的大部分充電器，例如iPad 和iPhone ，都通過(guò)金屬電線直接接觸的方式，給設(shè)備內(nèi)置電池充電。無(wú)線充電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于便捷性和通用性。缺點(diǎn)就是效率低和只能提供電能。而Apple 的Dock 連接器不僅僅提供電能，同時(shí)還能把音頻和視頻文件通過(guò)USB 接口同步到設(shè)備上。不過(guò)，無(wú)線充電技術(shù)還是會(huì)給 WiFi 和電池技術(shù)帶來(lái)進(jìn)步的。對(duì)于不需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，這一新技術(shù)將會(huì)大大減少用戶所需各種充電器的數(shù)量。另外，通過(guò)采用無(wú)線充電技術(shù)，公共移動(dòng)設(shè)備充電站將會(huì)有可能成為現(xiàn)實(shí)。

　　電路原理

　　無(wú)線充電器原理與結(jié)構(gòu)

　　圖1 無(wú)線充電器原理與結(jié)構(gòu)

　　無(wú)線充電系統(tǒng)主要采用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。如圖1所示，系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電，或用24V直流電端直接為系統(tǒng)供電。經(jīng)過(guò)H電源管理H模塊后輸出的直流電通過(guò)2M有源晶振逆變轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。通過(guò)2個(gè)H電感H線圈耦合能量，次級(jí)線圈輸出的電流經(jīng)接受轉(zhuǎn)換電路變化成直流電為電池充電。

　　電源管理模塊

　　圖2 供電電源電路

　　發(fā)射電路模塊

　　圖3 發(fā)射電路模塊

　　如圖3，主振電路采用2MHz有源晶振作為振蕩器。有源晶振輸出的方波，經(jīng)過(guò)二階低通濾波器濾除高次諧波，得到穩(wěn)定的正弦波輸出，經(jīng)三極管13003及其外圍電路組成的丙類放大電路后輸出至線圈與電容組成的并聯(lián)諧振回路輻射出去．為接收部分提供能量。

　　接收電路模塊與充電電路

　　圖4 接收電路

　　測(cè)得與電容組成的并聯(lián)諧振回路的空芯耦合線圈的線徑為O．5mm，直徑為7cm，電感為47uH，載波頻率為2MHz。根據(jù)并聯(lián)諧振公式得匹配電容C約為140pF。因而．發(fā)射部分采用2MHz有源晶振產(chǎn)生與諧振頻率接近的能源載波頻率。

圖5 充電電路

　　編者結(jié)語(yǔ)

　　無(wú)線充電器基本功能是通過(guò)線圈將H電能H以H無(wú)線H方式傳輸給電池。只需把電池和接收設(shè)備放在充電平臺(tái)上即可對(duì)其進(jìn)行充電。實(shí)驗(yàn)證明．雖然該系統(tǒng)還不能充電于無(wú)形之中．但已能做到將多個(gè)校電器放置于同一充電平臺(tái)上同時(shí)充電，免去接線的煩惱。