電磁感應式無線充電器電路設計

因不同的類型電子產(chǎn)品需要使用不同的充電 器，充電時還要尋找合適的插口和理順接線，筆者利用電磁感應原理，設計了智能無線充電器。該無線充電器具有  自動感應充電和充滿電后智能斷電功能，不僅適用于各種不同充電電壓和容量的電子產(chǎn)品，而且能夠?qū)Χ嗯_不同的電子產(chǎn)品同時進行充電。作品采用智能無線充電的  設計思想，具有使用方便、適用面廣的優(yōu)點，有較高的推廣應用價值。

1.系統(tǒng)概述

1.1當前充電模式情況

在電子科技技術(shù)高速發(fā)展的今天，全球范圍內(nèi)的手機用戶數(shù)量已經(jīng)達到了33億，再加上MP3、MP4等其他周邊電子產(chǎn)品，平均不到2人就擁有一個需要充 電  的便攜式電子產(chǎn)品。目前普遍使用的都是數(shù)據(jù)線插接式充電，這種充電方式數(shù)據(jù)線接口用久了通常會有觸不良等現(xiàn)象，而且單個充電器適應面不廣，因不同的類型電  子產(chǎn)品需要使用不同的充電器，充電時還要尋找合適的插口和理順接線，真可謂費時費力;各種便攜式電子產(chǎn)品的充電是一件令人頭痛的麻煩事。為了改良上面的現(xiàn)  象，研發(fā)智能無線充電器是很有必要的。

2.工作原理概述

2.1 系統(tǒng)模塊

無線充電器利用電磁感應原理。 通過 NE555D 芯片產(chǎn)生一個 36.7K 的脈沖頻率(因為經(jīng)過調(diào)試在 36.7K 頻率時，效率達到最高)，IRFP460  功  率放大，使發(fā)射線圈產(chǎn)生磁場，當接收線圈靠近時，產(chǎn)生感應電流，經(jīng)過全波整流和穩(wěn)壓，得到負載(手機)所需要的充電電壓和電流。發(fā)射線圈的電流會隨著感應負載的增加而增大，通過運放把  0.33 歐的負載電壓 23 倍放大，再經(jīng)過 1N4148 整流濾波得到電壓 U1 與基準源 Uo 比較。充電時，U1 大于 Uo 七彩燈閃  亮，表示正在充電;空負載或充滿電時，U1 小于 Uo，綠燈亮，若 10 秒鐘后沒有感應負載，自動斷電;按一下復位鍵則充電器重新啟動。具體電路分析如下：

2.1.1NE555D 脈沖發(fā)生器模塊

如圖 1， 根據(jù) T= (R1+Rp) C1， f=1/T， 調(diào)節(jié) Rp 使 NE555D 輸出一個 36.7KHZ的脈沖頻率。

2.1.2 功率放大及無線發(fā)射模塊

主要把 NE555D 產(chǎn)生的一個 36.7KHZ 的脈沖功率放大，經(jīng)發(fā)射線圈發(fā)射出去。當脈沖為高電平時，Q12 柵極為高電平，Q12 導通，此時 Q8 飽  和，Uceq電壓只有 0.67V，經(jīng) D10-4148 后 Q1 柵極電壓為 0，Q1 截止。當脈沖為低電平時，Q8、Q12 同時截止，電流直接由  R16D10Q1，Q1 導通。整個過程中 Q1 與Q12 均以一開一關(guān)的形式工作。電路如圖 2：

2.1.3 感應線圈模塊

如圖 3，當感應線圈靠近發(fā)射線圈時，就會產(chǎn)生感應電流，經(jīng)過全波整流后，根據(jù)不同的電子產(chǎn)品的充電電壓，可選擇不同的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，再經(jīng)三極管Q100  放大電流后供給不同電子產(chǎn)品充電。

2.1.4 充電檢測模塊

當有感應負載時，R20(0.33 歐)電阻上 的電壓會增大，經(jīng)運 放 U2A 放大 A=1+R5/R6=23倍后，電壓變化明顯，再經(jīng)過 1N4148  整流濾波，得電壓 U1與基準源 U。比較，此時 U1>U。，運放輸出 Ui 為高 電平，七彩燈閃爍;當感應負載充滿電(或沒有感應到負載)，此時  U1

2.1.5流程圖

具體工作流程如圖 6所示：

編輯點評：本設計把目前電子類課程所學的專業(yè)知識真正應用到實踐中，介紹了電磁感應式智能無線充電器電路的設計，電路功能實現(xiàn)較好，性能優(yōu)良、穩(wěn)定，較好地達到了預期設計要求的各項指標。