簡易無線充電系統(tǒng)DIY設(shè)計(jì)方案

簡易無線充電系統(tǒng)DIY設(shè)計(jì)方案1、原理簡介無線充電系統(tǒng)主要利用電磁感應(yīng)原理。電磁感應(yīng)方案就是利用變壓器原理，通過初、次級(jí)線圈的感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。基于這種方式的無線電能傳輸系統(tǒng)主要有三大部分組成，即能量發(fā)送端、無接觸變壓器、能量接收端。當(dāng)發(fā)送線圈中通以交變電流，該電流在將在四周介質(zhì)中形成一個(gè)交變磁場(chǎng)，接收線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可供電給移動(dòng)設(shè)備或者給電池充電。這種方案的特點(diǎn)是能量接收端和次級(jí)線圈相連，可敏捷移動(dòng)，電路簡潔，易于實(shí)現(xiàn)，可用于距離要求不高但又不須要機(jī)械和電氣連接的場(chǎng)合。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1總體設(shè)計(jì)無線充電系統(tǒng)由電源電路、高頻振蕩電路、高頻功率放大電路、放射、接收線圈和高頻整流濾波電路5部分組成，系統(tǒng)框架如下圖（1）所示，最終給可充電電池充電。從無線電路傳輸?shù)脑砩峡矗娔?、磁能隨著電場(chǎng)與磁場(chǎng)的周期改變以電磁波的形式向空間傳播，要產(chǎn)生電磁波首先要有電磁振蕩，電磁波的頻率越高其向空間輻射實(shí)力的強(qiáng)度就越大，電磁振蕩的頻率至少要高于100KHZ，才有足夠的電磁輻射。2.2高頻振蕩電路設(shè)計(jì)用CMOS電路六反相器CD4069的晶體振蕩電路CD4069構(gòu)成的兩種晶體振蕩電路如圖（2）所示用CD4069產(chǎn)生高頻振蕩比LC振蕩電路的效果要好2.3功率放大器的設(shè)計(jì)電路如圖（3）所示場(chǎng)效應(yīng)管屬于電壓限制元件，是一種類似于電子管的三極管，與雙極型晶體管相比，場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有輸入阻抗高，輸入功耗小，溫度穩(wěn)定性好，信號(hào)放大穩(wěn)定性好，信號(hào)失真小，噪聲低等特點(diǎn)，而且其放大特性也比電子三極管好，圖（3）功率場(chǎng)效應(yīng)管電路中三個(gè)電阻R1、R2、R3并聯(lián)接到場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G，前級(jí)的高頻振蕩電路也接到G；原級(jí)S干脆接地；漏極D接LC振蕩電路，其諧振頻率和前級(jí)的高頻振蕩頻率相同。2.4放射、接收線圈電路流程圖4如下所示放射和接收線圈都采納直徑0.5ram左右的漆包線繞12匝，線圈直徑約為80r。放射模塊的作用是將直流能量高效率地轉(zhuǎn)換為射頻功率信號(hào)，以便接收電路能夠充分利用能量接收模塊是在接收到前級(jí)的能量后對(duì)其進(jìn)行處理的模塊。為了滿意實(shí)際應(yīng)用的需求，須要將接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行整流、濾波、降壓以及穩(wěn)壓處理，處理之后的直流電壓方可供其他負(fù)載運(yùn)用。該模塊主要包括整流電路以及降壓電路。2.5無線供電電路的選擇方案CD4069的晶體振蕩電路和功率場(chǎng)效應(yīng)管組成的無線充電電路。電路如圖（6）所示該充電電路的CD400系列的CMOS電路的極限電壓時(shí)18v，不穩(wěn)的的溝通12v電壓整流濾波后的空載電壓可能會(huì)超過18v，所以CD4069的電源電壓用三端穩(wěn)壓集成電路7805供應(yīng)。CMOS電路全部不用的輸入端接上適當(dāng)?shù)倪壿嬰娖剑w振蕩接成單門振蕩器，振蕩輸出經(jīng)二級(jí)緩沖后送到功率場(chǎng)效應(yīng)管的柵極G，起先為愛護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管，柵極電路上設(shè)置偏壓和泄漏電路，保證電路穩(wěn)定工作。3、試驗(yàn)步驟根據(jù)下圖連接線路，連接好以后進(jìn)行調(diào)試。4、設(shè)計(jì)總結(jié)該試驗(yàn)?zāi)軌螯c(diǎn)亮發(fā)光二極管且能給充電電池充電，基本達(dá)到試驗(yàn)要求但放射線圈與接收線圈之間的