智能無線充電器解決方案

　　智能無線充電器具有自動感應充電和充滿電后智能斷電功能，不僅適用于各種不同充電電壓和容量的電子產品，而且能夠對多臺不同的電子產品同時進行充電。
 

 

　　智能無線充電器解決方案簡述

　　在電子科技技術高速發展的今天，全球范圍內的手機用戶數量已經達到了33億，再加上MP3、MP4等其他周邊電子產品，平均不到2人就擁有一個需要充電的便攜式電子產品。目前普遍使用的都是數據線插接式充電，這種充電方式數據線接口用久了通常會有觸不良等現象，而且單個充電器適應面不廣，因不同的類型電子產品需要使用不同的充電器，充電時還要尋找合適的插口和理順接線，真可謂費時費力;各種便攜式電子產品的充電是一件令人煩躁的麻煩事。為了改良上面的現象，研發智能無線充電器是很有必要的。
 

 

　　智能無線充電器解決方案的工作原理

　　智能無線充電器利用電磁感應原理，是非接觸充電系統，不再通過導線(充電線)傳輸電能，而是無線傳輸方式充電。沒有充電所用的物理接口，與一般充電器相比，避免了插線或拔電池的麻煩，具有一般充電器的工作原理;作品采用一(充電器)對多(感應負載)充電、智能充電的設計思想;無線充電器對負載充電時，指示燈將由綠燈轉換為七彩燈，手機也正確顯示充電狀態并智能完成充過程(實驗產品為手機)。

　　本充電器可以同時對多個負載充電，可以自動感應是否有負載充電，達到自動充電，充滿電后10秒自動斷電，達到智能化;從而大大方便了用戶。智能無線充電器使用十分方便、一個充電器就可以滿足一個家庭的需要，具有較高的推廣應用價值、成本低廉(與一般充電器價格相差不多)等優點，現在世界上許多大公司也正在火熱研究中;智能無線充電必將是取代物理直插的發展方向，將肯定受到人們的歡迎和重視。

　　1.1 系統模塊

　　無線充電器利用電磁感應原理。通過某芯片產生一個36.7K的脈沖頻率(因為經過調試在36.7K頻率時，效率達到高)，IRFP460功率放大，使發射線圈產生磁場，當接收線圈靠近時，產生感應電流，經過全波整流和穩壓，獲取負載 (手機)所需要的充電電壓和電流。發射線圈的電流會隨著感應負載的增加而增大，通過運放把0.33歐的負載電壓23倍放大，再經過1N4148整流濾波取得電壓U1與基準源Uo比較。充電時，U1大于Uo七彩燈閃亮，表示正在充電;空負載或充滿電時，U1小于Uo，綠燈亮，若10秒鐘后沒有感應負載，自動斷電;按一下復位鍵則充電器重新啟動。
 

 

　　具體電路分析如下：

　　1.1.1 NE555D脈沖發生器模塊 根據T=(R1+Rp)C1，f=1/T，調節RP使NE555D輸出一個36.7KHZ的脈沖頻率。

　　1.1.2 功率放大及無線發射模塊

　　主要把NE555D產生的一個36.7KHZ的脈沖功率放大，經發射線圈發射出去。當脈沖為高電平時，Q12柵極為高電平，Q12導通，此時Q8飽和，Uceq電壓只有0.67V，經D10-4148后Q1柵極電壓為0，Q1截止。當脈沖為低電平時，Q8、Q12同時截止，電流直接由R16 D10 Q1，Q1導通。整個過程中Q1與Q12均以一開一關的形式工作。

　　1.1.3 感應線圈模塊 當感應線圈靠近發射線圈時，就會產生感應電流，經過全波整流后，根據不同的電子產品的充電電壓，可選擇不同的穩壓二極管穩壓，再經三極管Q100放大電流后供給不同電子產品充電。

　　1.1.4 充電檢測模塊 當有感應負載時，R20(0.33歐)電阻上的電壓會增大，經運放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后，電壓變化明顯，再經過1N4148整流濾波，得電壓U1與基準源U。比較，此時U1>U。，運放輸出Ui為高電平，七彩燈閃爍。

　　本解決方案給出的智能無線充電器方案中，具有如下優點：

　　1、從理論來說，無線充電技術對人體無害處，無線充電使用的共振原理是磁場共振，只在以同一頻率共振的線圈之間傳輸，而其他裝置無法接受波段，另外，無線充電技術使用的磁場本身就是對人體無害的。但無線充電技術畢竟是新型的充電技術，很多人都會擔憂無線充電技術會像當初Wi-Fi和手機天線桿剛出現一樣，其實技術本身是無害的。

　　2、無線充電技術利用磁共振在充電器與設備之間的電場和磁場中傳輸電能，線圈和電容器則在充電器與設備之間形成共振。

　　3、這一系統可以在未來取得廣泛應用，例如針對電動汽車的充電區以及針對電腦芯片的電量傳輸。采用這項技術研制的充電系統所需要的充電時間只有當前的一百五十分之一。

　　4、轉化率一直是很多人擔心的問題，麻省理工學院通過研究表明，無線充電技術的損耗比起有線充電技術來說更低。無線充電轉化率比起有線要高幾個百分點。高轉化，也是無線充電器得以在全球進行應用的關鍵因素。但無線充電技術也受到距離的限制，未來發展，必然需要解決遠距離傳送對于波段和磁場范圍的準確定位問題。

　　5、核心芯片是無線充電技術在產品應用的難點之一。準確輻射范圍控制，磁場頻率大小，其它控制等都是由芯片實現。
 

 

　　(1)成本低廉

　　電路由脈沖產生部分、功率放大部分，濾波部分、比較部分及發射和接收部分組成，每部分只是幾個小元件組成，制作簡單。

　　(2)一對多充電

　　一臺充電器可以對多個負載充，一個家庭購買一臺充電器就可以滿足全家人使用，隨著負載的增加，工作效率也會增加，因此可以節約用電同時亦可減少不必要的開銷。

　　(3)方便性

　　與一般充電器相比，減少了插拔的麻煩，同時亦避免了接口不適用，接觸不良等現象，老年人也能很方便地使用。

　　(4)智能化

　　只要把感應負載往充電器上面放，就可以自動感應充電，通過信息反饋，當感應負載滿電后，自動斷電，實現充電過程智能化。

　　無線充電將大大改進我們的生活。無線充電技術取得推廣后，人們只需要一個充電器就可以給所有的設備都進行充電。而且，隨著這項技術的不斷推廣，無線充電發射器可以在我們生活、居住、工作的每個地方很便利地找到，甚至可以在汽車、飛機上、賓館里、辦公地點安置充電發射器，這意味著人們不用再隨身攜帶任何電線，即可隨時隨地為自己的電器進行充電。