电磁感应式智能无线充电器方案电路—电路精选(22)

发布日期:2023-01-17
电磁感应式智能无线充电器方案电路—电路精选(22)

电工优优今天要和大家分享的电磁感应式智能无线充电器方案电路—电路精选(22)相关信息,接下来我将从电磁感应式接近开关,电磁感应式无线充电,电磁感应式充电这几个方面来介绍。

大陆集团在此次的体验日活动中展出了应用于电动汽车上感应充电技术

在电子科技技术高速发展的今天,全球使用智能手机的人越来越多,至2017年,全球将有69%的人使用智能手机。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接触不良等现象,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。为改良以上现象,研发智能无线充电器是很有必要的。

本文介绍的是一个电磁感应式智能无线充电器的设计方案以及电路,请赏析。

电路原理

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:

NE555D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。

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R16 D10 Q1,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:

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。

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Uo比较,此时U1>Uo,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<Uo,运放输出Ui为低电平,绿灯亮。

智能断电模块

(1)当开关S2断开时,整充电器处于智能充电过程。充电器启动时,继电器K1闭合,同时K2为断开状态。当有感应负载时,七彩灯闪烁,Ui为高电平,此时Q5饱和,电压Uceq为0.67V,低于Q2+Q4的导通电压之和(1.34V),Q2与Q4构成达林顿,同时截止,继器K1吸合;当感应负载充满电(或无感应负载)时,绿灯亮,即Ui为低电平,此时Q3截止,电容C5与R9构成RC充电电路,当电容充电电压到达Q2与Q4的导通电压时,Q2导通,使Q4饱和,此时继电器工作电压只有0.67V,继电器断开,整个电路处于完全断电状态。断电后,继电器K2闭合,此时C5与R13构成RC放电电路,给C5快速放电。当按一下轻触复位开关时,充电器重新启动。当感应负载充满电(或无感应负载)时,电容C5充电,其电压为Ut

由公式Ut=12*(1-e-t/R9C5)得:t=-R9C5ln(1-Ut/12)

其中C5=100UF,R9=1MΩ,Ut=1.34V,

经计算得断电时间:t=10S

实现了10秒自动断电。在绿灯亮的10秒内只要有感应负载,则Ui为高电平,Q3饱和,电容C5放电。整个充电过程实现智能化断电。

(2)当S2闭合时,整个充电电路处于手动断电过程。

编者结语

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。

总结了以下的几点优势:

(1)成本低廉

电路由脉冲产生部分、功率放大部分,滤波部分、比较部分及发射和接收部分组成,每部分只是几个小元件组成,制作简单。

(2)一对多充电

一台充电器可以对多个负载充,一个家庭购买一台充电器就可以满足全家人使用,随着负载的增加,工作效率也会增高,因此可以节约用电同时亦可减少不必要的开销。

(3)方便性

与一般充电器相比,减少了插拔的麻烦,同时亦避免了接口不适用,接触不良等现象,老年人也能很方便地使用。

(4)智能化

只要把感应负载往充电器上面放,就可以自动感应充电,通过信息反馈,当感应负载满电后,自动断电,实现充电过程智能化。

关于电磁感应,无线充电,充电技术就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。

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