导言
现在，手机、MP3和笔记本 电脑等便携式电子设备进行充电首要选用的是一端连 接沟通电源，另一端衔接便携式电子设备充电电池的传统充电办法。这种办法有许多晦气 的当地，如频频的插拔很简单损坏接头，也或许带来触电的风险等。因而，非触摸式感应充电器在上个世纪晚期诞生。凭仗其带着便利、成本低、无需布线等优势敏捷遭到各界重视。完成无线充电，能量传输功率高，便于带着成为充电体系的研讨方向之一 。本规划便是一个由能量发送单元和能量接纳单元两大部分组成，运用电磁感应原理 完成电能无线传递的充电器。
1 硬件体系规划
1.1 器材挑选
本无线充电体系的规划是用线圈耦合办法传递能量，使接纳单元接纳到满意的电能，以确保后续电路能量的供应。由于无线传电电压随能量发送单元和接纳单元耦合线圈的间隔D在测验中需求改动，而充电时刻相对固定，便于操控，所以充电办法上挑选固定电流充电的恒流充电计划。在器材挑选上挑选有多种省电形式，功耗特别省，抗干扰力特强的 MSP430系列超低功耗单片机MSP430F2274作为无线传能充电器的监测操控中心芯片，电压和充电时刻显现选用低功耗OCM126864—9液晶屏，以进步充电电路的能量运用功率。
1.2 体系框图
无线充电体系首要选用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合完成能量的传递。如图1所示，体系作业时输人端将沟通市 电经全桥整流电路变换成直流电，或用24V直流电端直接为体系供电。当接纳线圈与发射线圈接近时，在接纳线圈中发生感生电压，当接纳线圈回路的谐振频率与发射频率相一起发生谐振，电压达最大值，具有最好的能量传输作用。通过 2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经承受转化电路变化成直流电为电池充电。
1.3 单元电路规划
1.3.1 电源切换
直流输入选用单刀双闸继电器，沟通上电常开闭合，常闭翻开完成沟通优先，沟通断电继电器断电，常闭闭合，完成主动切换。在切换时，时刻很短，C1可供给必定时刻的电量，能够完成不断电切换，不影响充电。见图2所示 。
1.3.2发射及接纳电路
发射电路由振动信号发生器和谐振功率放大器两部分组成， 见图3所示。选用NE555构成振动频率约为510KHZ信号发生器 ，为功放电路供给鼓励信号；谐振功率放大器由Lc并联谐振回路和开关管IRF840构成。振动线圈按要求用直径为0.8mm的漆包线密绕2O圈，直径约为6.5cm，实测电感值约为142uH ，由
， 当谐振在510KHZ时，与其并联的电容c5、c6 约为680P，可用470pF的固定电容并联一个200PF的可调电容，可便利调理谐振频率。
大功率管TRF840最大电流为8A、彻底敞开时内阻为0.85欧，管子发热量大，所以需求加装散热片。当功率放大器的选频回路的谐振频率与鼓励信号频率相一起，功率放大器发生谐振，此刻线圈中的电压和电流达最大值，然后发生最大的交变电磁场。当接纳线圈与发射线圈接近时，在接纳线圈中发生感生电压，当接纳线圈回路的谐振频率与发射频率相一起发生谐振，电压达最大值。构成了如图4所示的谐振回路。实际上，发射线圈回路与接纳线圈回路均处于谐振状况时，具有最好的能量传输作用。
1.3.3 充电电路
如图5所示，电能通过线圈接纳后，高频沟通电压经快速二极1N4148进行全波整流，3300F的电容滤波，再用5.1v压二极管稳压，输出直流电为充电器供给较为安稳的作业电压。
由于
， 为了精确操控充电时刻，咱们在规划中选用恒流充电的办法，能够确保充电电流大致为一常数I，上述%&&&&&%电压与时刻的联系可表示为：
。 依据题设要求，充电时刻应满意快充小于30s，慢充操控在100到140S ， 核算出快充、慢充所需 电流巨细快I1慢I2： 分别为 ：
图 5中二极管 D1、 D2的导通电压根本不变 ，故可作为电压基准 ， 约为 1.4 V。各电压联系为：
可见在恒流充电电路中，充电电流仅由电阻R1、R2确认。核算中约好U=0.7充电电流Ic（ 三极管集电极电流）Ie，核算出快充、慢充所需电阻R1、R2分别为 ：
规划中选用可调电阻， 可调理充电电流的巨细 。
1 .3. 4 整机电路原理图
2 软件规划
软件规划 的首要任务是对充电进程的监督及充电电路的操控。具体办法是：运用 MSP430单片机 自带的A D转化器实时检测充电电池上的电压，到规则电压时宣布操控信号，断充电电路。依据MSP430较高的速度、高精度的AD转化器、功用丰厚的定时器等资源特色， 咱们在LCD上规划了充电进度条的制作、实时充电电压显现、充电时刻显现等内容。其间进度条的制作需求定性反映实时电压巨细，咱们选用的办法是依据电压值核算出坐标，并调用自己规划的画直线函数进行实时制作，作用传神（ 见图7、图8 ） 。
3 功用的完成状况
本无线充电体系规划运用220V /50HZ沟通供电，24V直流供电，主动切换交、直流供电电源； 具有快充、慢充功用，当间隔D> 2cm时， 快充时刻<30s，当间隔D>2cm时，慢充时刻 <120s。体系充溢后显现，主动关断充电。如表1所示 。
4 结 语
充电功率是一个不得不考虑的问题。本规划体系能够在发射接纳电路的能量传输部分做恰当改善，以取得更高的功率和更远的间隔；也能够规划充电设备检测电路，在没有能量接纳电路时能量发送部分处于睡觉状况，当能量接纳电路接近发送部分时，激活发射电路开端充电。本规划体系达到了规划要求，具有无线充电、带着便利、成本低、无需布线等优势，有着广泛的使用远景。
