当前位置:首页 > 电源 > 电源电路
[导读]在几年前的诺基亚纽约发布会上,诺基亚向我们展示了回家以后随手把手机放上充电垫边充电边听音乐的场景。Lumia920 内置了无线充电接收器,不久后,在美国本土的香啡缤店面和伦敦希思罗机场都出现无线充电器可用。无

在几年前的诺基亚纽约发布会上,诺基亚向我们展示了回家以后随手把手机放上充电垫边充电边听音乐的场景。Lumia920 内置了无线充电接收器,不久后,在美国本土的香啡缤店面和伦敦希思罗机场都出现无线充电器可用。

无线充电已从梦想步入现实,从概念变成了商品,这几年在手机、电动汽车等领域引领着新风尚。无不证明着无线充电技术具有非常广阔的市场前景。下文介绍的就是一个微距离无线充电器的电路方案,此方案为可行性探索实验。

电路方案及原理

将直流电转换成高频交流电,然后通过没有任何有有线连接的原、副线圈之间的互感耦合实现电能的无线馈送。基本方案如图所示。

 

微距离无线充电器方案电路解析

无线电能传输方案示意图

本无线充电器由电能发送电路和电能接收与充电控制电路两部分构成。

电能发送部分

如图,无线电能发送单元的供电电源有两种:220V交流和24V直流(如汽车电源),由继电器J选择。按照交流优先的原则,图中继电器J的常闭触点与直流(电池BT1)连接。正常情况下S3处于接通状态。

 

微距离无线充电器方案电路解析

无线电能发送单元电路图

当有交流供电时,整流滤波后的约26V直流使继电器J吸合,发送电路单元便工作于交流供电方式,此时直流电源BT1与电能发送电路断开,同时LED1(绿色)发光显示这一状态。

经继电器J选择的+24V直流电主要为发射线圈L1供电,此外,经IC1(78L12)降压后为集成电路IC2供电,为保证J的动作不影响发送电路的稳定工作,电容C3的容量不得小于 2200uF。

电能的无线传送实际上是通过发射线圈L1和接收线圈L2的互感作用实现的,这里L1与L2构成一个无磁芯的变压器的原、副线圈。为保证足够的功率和尽可能高的效率,应选择较高的调制频率,同时要考虑到器件的高频特性,经实验选择1.6MHz较为合适。

IC1为CMOS六非门CD4069,这里只用了三个非门,由F1,F2构成方波振荡器,产生约1.6MHz的方波,经F3缓冲并整形,得到幅度约11V的方波来激励VMOS功放管IRF640.足以使其工作在开关状态(丁类),以保证尽可能高的转换效率。为保证它与L1C8回路的谐振频率一致。可将C4定为100pF,R1待调。为此将R1暂定为3K,并串入可调电阻 RP1。在谐振状态,尽管激励是方波,但L1中的电压是同频正弦波。

由此可见,这一部分实际上是个变频器,它将50Hz的正弦转变成1.6MHz的正弦。

电能接收与充电控制部分

正常情况下,接收线圈L2与发射线圈L1相距不过几cm,且接近同轴,此时可获得较高的传输效率。电能接收与充电控制电路单元的原理如图2-3所示。

L2感应得到的1.6MHz的正弦电压有效值约有16V(空载)。经桥式整流(由4只1N4148高频开关二极管构成)和C5滤波,得到约 20V的直流。作为充电控制部分的唯一电源。

由R4,RP2和TL431构成精密参考电压4.15V(锂离子电池的充电终止电压)经R12接到运放IC的同相输入端3。当IC2的反相输入端2低于 4.15V时(充电过程中),IC3输出的高电位一方面使Q4饱和从而在LED2两端得到约2V的稳定电压(LED的正向导通具有稳压特性),Q5与 R6、R7便据此构成恒流电路I0=2-0.7R6+R7。另一方面R5使Q3截止,LED3不亮。

 

微距离无线充电器方案电路解析

无线电能接收器电路图

当电池充满(略大于4.15V)时,IC3的反相输入端2略高于4.15V。运放便输出低电位,此时Q4截止,恒流管Q5因完全得不到偏流而截止,因而停止充电。同时运放输出的低电位经R8使Q3导通,点亮LED3作为充满状态指示。

两种充电模式由R6、R7决定。这个非序列值可以在E24序列电阻的标称值为918的电阻中找到,就用918的也行。

作为可行性探索实验的样机,本设计仅针对100mAh左右的小容量锂离子电池和锂聚合物电池,适用于MP3、MP4和蓝牙耳机等袖珍式数码产品。将它推广到大容量电池,并不存在原则性的障碍。当然,从实验室的样机到市场中的产品,可能还有比较漫长和艰难的工作,如电磁辐射的泄漏问题,成本控制与产品工艺,以及市场切入与消费启动等。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

【2023年8月3日,德国慕尼黑讯】小型分立式功率MOSFET在节省空间、降低成本和简化应用设计方面发挥着至关重要的作用。此外,更高的功率密度还能实现灵活的布线并缩小系统的整体尺寸。英飞凌科技股份公司(FSE代码:IFX...

关键字: MOSFET器件 便携式充电器 无线充电器

随着科技的不断发展,无线充电技术已经成为了现实。无线充电器的出现,让我们不再需要担心电线的束缚,也让我们的生活更加便利。那么,哪些品牌推出了无线充电器呢?本文将为大家介绍几个知名品牌的无线充电器。

关键字: 无线充电 无线充电器 小米

随着无线充电器的普及,很多用户不知道它的好坏和利弊,本篇文章结合它使用的技术,以及需要的配件,说说与其相关的知识。

关键字: 无线充电器 功率 芯片

随着科技的不断进步,手机类的电子产品也越来越丰富多样,功能也越来越强大,特别是手机内的各种APP软件更是多不胜数。这也就直接导致了越来越多的人,对手机是爱不释手,特别是一些喜欢玩游戏、网上购物、刷视频的童鞋更是机不离手。

关键字: 无线充电器 电磁感应 金属异物

随着充电技术的不断发展,无线充电技术正式进入应用阶段,但很多用户不知道该如何使用手机无线充电功能,本期文章结合无线充电的原理,以及需要的设备,教大家如何使用无线充电功能。

关键字: 无线充电器 磁场 电池充电

无线充电器是指采用了最新的无线充电技术,不用传统的充电电源线连接到需要充电的终端设备上的充电器。有些数码爱好者想要自制无线充电器,那么如何自制无线充电器?到目前为止,虽然无线充电技术已经开始逐渐被大家所熟悉,但是市面上大...

关键字: 无线充电器 手机 线圈

无线充电打破了电能传输只能依靠导线直接接触式传输的方式,属于非接触式传输,能够避免接触式电能传输可能带来的接触火花、滑动磨损、爆炸电击等问题。

关键字: 无线充电 无线充电器 苹果

随着科技的不断发展,无线充电器已经成为了现代人生活中不可或缺的一部分。它可以让我们摆脱繁琐的充电线,让充电变得更加便捷和高效。但是,很多人对于无线充电器的安全性和对手机的影响还存在一些疑虑。那么,无线充电器会对手机有伤害...

关键字: 无线充电器 智能手机 无线充电

随着科技的不断发展,无线充电技术已经成为了现代生活中不可或缺的一部分。无线充电技术可以让我们摆脱传统的充电方式,不再需要使用充电线,只需要将设备放在充电器上即可实现充电。那么,如何使用无线充电进行充电呢?下面我们来详细了...

关键字: 无线充电 无线充电器
关闭
关闭