小型简易无线充电器设计,小型简易无线充电器设计

～ 靠近的变压器线圈 ， 当电流在其 中一个线 圈中流动 时 ， 产生磁通量 ， 通过紧密耦合 ， 导致另一个线圈 中 也产生电动势； 第二类是利用电磁波传递能量， 介质 包括波、 微波、 超声波、 激光等 ， 电源经过微波 转换器将交流工频 电转化为微波 ， 经发射天线发送 出去， 接收端接收微波， 通过转换器将微波转换成工 频电供设备使用 ； 第三类是采用电磁谐振原理 ， 一般 采用两个相同频率的谐振元件来产生很强的耦合， 利用线 圈和平板 电容器组成谐振 电路来传递 电能 。 目前， 市场上较多的充电器采用电磁耦合的原理设 计而成 。 2 无线充电器结构与原理 本文采用电磁感应原理 ， 利用耦合线圈进行 电 能传递。因大部分电子设备充电电压为 5V ， 为了兼 容各类产品 ， 本文设计充电电压为 5V 。本系统结构 由交流电源、 电源管理模块、 转换发射电路、 接收转 换电路组成。具体结构如图一所示。 圈 噩卜[ 圈 一固 图一 无线充 电器原理框图 本系统工作时，将 220V 工频 电降压后变成 12V 交流 电， 通 过整 流、 滤波 、 稳压形成 5V 直流电 源。

直流电源通过有缘晶振逆变成高频交流电提供 给初级线圈。经过变压器线圈耦合 ， 次级线圈产生 交流电流， 经转换电路形成直流电压为设备充电。 3 硬件系统设计 3． 1电源管理模块 Z Q 如图二所示 ， 为兼容大部分电子设备 ， 设计电压 为 5V 。简单手机充电器设计因此 ， 首先将 220V 交流电降压处理 ， 形成 12V 交 流 电 ，再 经过 整流桥 ，利用 电容滤 波 ， 经 LM7805 稳压输 出直流 5V 电压。 图二电源管理模块 · 3． 2 转换发射电路 由图二可 知 ， 5V 直流 电源无法 直接对 电池充 电 ， 故采用 2MHz 有源 晶振作为振荡器 ， 产生 高频 方波 ，经过低通滤波器滤除高次谐波后 ，形成正弦 波。 经三极管及其电路组成的放大电路后 ， 利用 线圈和电容形成的并联谐振回路将能量发射出去。 具体电路如图三所示。 图三 转换发射模块示意 图 3． 3 接收转换 电路 发射 电路产生的正弦电流经过耦合线圈 ， 把 电 能传递给接收线圈， 再经过整流滤波后变成直流为 ．电池充 电。具体 电路如图四所示。 图四 接收转换电路 3-4 优化改进思路 此设计电路只能在充电距离要求不高的场合使 用， 且充电速度不快， 功率较低。

若要提高充电距离， 可选用电磁波无线充电方式。简单手机充电器设计若要提高充电速度， 则可以将发射 电路中的三极管换成场效应管 ， 提高 放大倍数， 增加发射功率。同时， 为增加便携性， 电 源管理模块还可 以增加太 阳能电池直流输入 ， 可以 实现在户外的应急使用。 4 结束语 本文设计 的电磁感应式无线充电器 ， 通过两个 线圈及其相关电路 ， 能够对手机等设备进行简单充 电 ， 有效地克服了有线充电的缺点 ， 但此充电方式的 充电距离和功率有较大限制 ， 仍存在不足。 无线充电是人们多年梦寐以求的 目标 ，因而无 线充电技术终将发展为技术的主流方 向。有媒体评 论说 ， 2014 年或将成为无线充电技术主流年，世界 著名产商苹果公司也将大力发展无线充电的智能手 机、 智能手表等。 可见， 在不远的将来， 人们抛弃缠人 的传输线不再遥不可及 ，更多高性能的便携无线充 电方案将会走进人们的生活中。 参考文献 [1】 姜立中． 无线供电的现实离我们有多远? [J】 ． ， 2008， (04) ： 4． 6． [2]Zhongzhuo Shi． 无线充电器技术和解决方案 [J】 ． 电子产品世界 ， 2013， 20( 11) ： 43-46． [3]张洪镇 ， 赵亚凤 ， 郭婷婷． 简易无线充 电器 的 设计[J]． 机 电产 品开发与创新 ， 2013， (04) ： 43— 44． [4]姚晓平． 电能无线传输应用方案[J]． 制造业 自 动化 ， 2011， 33(24) ： 62— 65． 作者简介 张卫华 ( 1979一 ) ， 男 ， 江苏通州人 ， 硕士 ， 讲师 ， 教务处副处长 ， 主要研究方向： 电力 电子技术与电力 传动 。 小 型 简 易 无 线 充 电 器 设 计

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