电磁感应式无线充电器电路设计

接线图 2023年01月19日 22:42 313 admin

因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电时还要寻找合适的插口和理顺接线，笔者利用电磁感应原理，设计了智能无线充电器。该无线充电器具有自动感应充电和充满电后智能断电功能，不仅适用于各种不同充电电压和容量的电子产品，而且能够对多台不同的电子产品同时进行充电。作品采用智能无线充电的设计思想，具有使用方便、适用面广的优点，有较高的推广应用价值。

　　1.系统概述

　　1.1当前充电模式情况

　　在电子科技技术高速发展的今天，全球范围内的手机用户数量已经达到了33亿，再加上MP3、MP4等其他周边电子产品，平均不到2人就拥有一个需要充电的便携式电子产品。目前普遍使用的都是数据线插接式充电，这种充电方式数据线接口用久了通常会有触不良等现象，而且单个充电器适应面不广，因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电时还要寻找合适的插口和理顺接线，真可谓费时费力；各种便携式电子产品的充电是一件令人头痛的麻烦事。为了改良上面的现象，研发智能无线充电器是很有必要的。

　　2.工作原理概述

　　2.1 系统模块

　　无线充电器利用电磁感应原理。通过 NE555D 芯片产生一个 36.7K 的脉冲频率（因为经过调试在 36.7K 频率时，效率达到最高），IRFP460 功率放大，使发射线圈产生磁场，当接收线圈靠近时，产生感应电流，经过全波整流和稳压，得到负载（手机）所需要的充电电压和电流。发射线圈的电流会随着感应负载的增加而增大，通过运放把 0.33 欧的负载电压 23 倍放大，再经过 1N4148 整流滤波得到电压 U1 与基准源 Uo 比较。充电时，U1 大于 Uo 七彩灯闪亮，表示正在充电；空负载或充满电时，U1 小于 Uo，绿灯亮，若 10 秒钟后没有感应负

　　载，自动断电；按一下复位键则充电器重新启动。具体电路分析如下：

电磁感应式无线充电器电路设计第1张

　　2.1.1NE555D 脉冲发生器模块

　　如图 1，根据 T= （R1+Rp） C1， f=1/T，调节 Rp 使 NE555D 输出一个 36.7KHZ的脉冲频率。

　　2.1.2 功率放大及无线发射模块

　　主要把 NE555D 产生的一个 36.7KHZ 的脉冲功率放大，经发射线圈发射出去。当脉冲为高电平时，Q12 栅极为高电平，Q12 导通，此时 Q8 饱和，Uceq电压只有 0.67V，经 D10-4148 后 Q1 栅极电压为 0，Q1 截止。当脉冲为低电平时，Q8、Q12 同时截止，电流直接由 R16D10Q1，Q1 导通。整个过程中 Q1 与Q12 均以一开一关的形式工作。电路如图 2：

电磁感应式无线充电器电路设计第2张

　　2.1.3 感应线圈模块

　　如图 3，当感应线圈靠近发射线圈时，就会产生感应电流，经过全波整流后，根据不同的电子产品的充电电压，可选择不同的稳压二极管稳压，再经三极管Q100 放大电流后供给不同电子产品充电。

电磁感应式无线充电器电路设计第3张

　　2.1.4 充电检测模块

　　当有感应负载时，R20（0.33 欧）电阻上的电压会增大，经运放 U2A 放大 A=1+R5/R6=23倍后，电压变化明显，再经过 1N4148 整流滤波，得电压 U1与基准源 U。比较，此时 U1＞U。，运放输出 Ui 为高电平，七彩灯闪烁；当感应负载充满电（或没有感应到负载），此时 U1＜U。，运放输出 Ui 为低电平，绿灯亮。

电磁感应式无线充电器电路设计第4张
电磁感应式无线充电器电路设计第5张