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可主动断电的智能无线充电器规划

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,笔者利用电磁感应原理,设计了智能无线充电器。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

因不同的类型电子产品需求运用不同的充电器,充电时还要寻觅适宜的插口和理顺接线,笔者运用电磁感应原理,规划了智能无线充电器。该无线充电器具有主动感应充电和充满电后智能断电功用,不只适用于各种不同充电电压和容量的电子产品,并且能够对多台不同的电子产品一起进行充电。著作选用智能无线充电的规划思维,具有运用便利、适用面广的长处,有较高的推广应用价值。

1.体系概述

1.1 当时充电方式状况

在电子科技技能高速开展的今日,全球范围内的手机用户数量现已抵达了33亿,再加上MP3、MP4等其他周边电子产品,均匀不到2人就具有一个需求充电的便携式电子产品。现在遍及运用的都是数据线插接式充电,这种充电方法数据线接口用久了一般会有触不良等现象,并且单个充电器习惯面不广,因不同的类型电子产品需求运用不同的充电器,充电时还要寻觅适宜的插口和理顺接线,真可谓费时吃力;各种便携式电子产品的充电是一件令人头痛的费事事。为了改进上面的现象,研制智能无线充电器是很有必要的。

1.2 著作简介及长处

智能无线充电器运用电磁感应原理,对错触摸充电体系,不再经过导线(充电线)传输电能,而是无线传输方法充电。没有充电所用的物理接口,与一般充电器比较,避免了插线或拔电池的费事,具有一般充电器的作业原理;著作选用一(充电器)对多(感应负载)充电、智能充电的规划思维;无线充电器对负载充电时,指示灯将由绿灯转换为七彩灯,手机也正确显现充电状况并智能完结充进程(试验产品为手机)。本充电器能够一起对多个负载充电,能够主动感应是否有负载充电,抵达主动充电,充满电后10秒主动断电,抵达智能化;然后大大便利了用户。智能无线充电器运用非常便利、一个充电器就能够满意一个家庭的需求,具有较高的推广应用价值、本钱低价(与一般充电器价格相差不多)等长处,现在世界上许多大公司(如Sony,Intel,apple,飞利普等)也正在炽热研讨中;智能无线充电必将是替代物理直插的开展方向,将必定遭到人们的欢迎和注重。

依据以上思路,充分运用所学电子技能知识,经过教师尽心辅导。规划、制造智能无线充电器,它具有如下长处:

(1)本钱低价

电路由脉冲发生部分、功率扩大部分,滤波部分、比较部分及发射和接纳部分组成,每部分仅仅几个小元件组成,制造简略。

(2)一对多充电

一台充电器能够对多个负载充,一个家庭购买一台充电器就能够满意全家人运用,跟着负载的添加,作业功率也会增高,因而能够节约用电一起亦可削减不必要的开支。

(3)便利性

与一般充电器比较,削减了插拔的费事,一起亦避免了接口不适用,触摸不良等现象,老年人也能很便利地运用。

(4)智能化

只需把感应负载往充电器上面放,就能够主动感应充电,经过信息反馈,当感应负载满电后,主动断电,完成充电进程智能化。

2. 作业原理概述

2.1 体系模块

无线充电器运用电磁感应原理。经过NE555D芯片发生一个36.7K的脉冲频率(因为经过调试在36.7K频率时,功率抵达最高),IRFP460功率扩大,使发射线圈发生磁场,当接纳线圈接近时,发生感应电流,经过全波整流和稳压,得到负载 (手机)所需求的充电电压和电流。发射线圈的电流会跟着感应负载的添加而增大,经过运放把0.33欧的负载电压23倍扩大,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,表明正在充电;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,主动断电;按一下复位键则充电器重新启动。 详细电路剖析如下:

2.1.1 NE555D脉冲发生器模块

如图1,依据 T =(R1+Rp)C1,f = 1/T,调理Rp使NE555D输出一个36.7KHZ的脉冲频率。


图1 NE555D脉冲发生器模块

2.1.2 功率扩大及无线发射模块

首要把NE555D发生的一个36.7KHZ的脉冲功率扩大,经发射线圈发射出去。当脉冲为高电平时,Q12极为高电平,Q12导通,此刻Q8饱满,Uceq电压只需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、Q12一起截止,电流直接由R16 D10 Q1,Q1导通。整个进程中Q1与Q12均以一开一关的方式作业。电路如图2:


图2 功率扩大及无线发射模块

2.1.3 感应线圈模块

如图3,当感应线圈接近发射线圈时,就会发生感应电流,经过全波整流后,依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扩大电流后供应不同电子产品充电。


图3 感应线圈模块

2.1.4 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扩大A=1+R5/R6=23倍后,电压改动显着,再经过1N4148整流滤波,得电压U1与基准源Uo比较,此刻U1>Uo,运放输出Ui为高电平,七彩灯闪耀;当感应负载充满电(或没有感应到负载),此刻U1<Uo,运放输出Ui为低电平,绿灯亮。


图4 充电检测模块

2.1.5 智能断电模块

(1)当开关S2断开时,整充电器处于智能充电进程。充电器启动时,继电器K1闭合,一起K2为断开状况。当有感应负载时,七彩灯闪耀,Ui为高电平,此刻Q5饱满,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,一起截止,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,此刻Q3截止,电容C5与R9构成RC充电电路,当电容充电电压抵达Q2与Q4的导通电压时,Q2导通,使Q4饱满,此刻继电器作业电压只需0.67V,继电器断开,整个电路处于彻底断电状况。断电后,继电器K2闭合,此刻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)

其间C5=100UF,R9=1MΩ,Ut=1.34V,

经计算得断电时刻:t=10S

完成了10秒主动断电。在绿灯亮的10秒内只需有感应负载,则Ui为高电平,Q3饱满,%&&&&&%C5放电。整个充电进程完成智能化断电。

(2)当S2闭合时,整个充电电路处于手动断电进程。


图5 智能断电模块


图6 智能无线充电器原理电路图

2.1.6 流程图

详细作业流程如图7所示:


图7 作业流程图 

2.2 体系完成

体系实物图如图8、图9、图10所示。


图8 著作实物图


图9 进行一对多充电


图10 充电进程中(七彩灯亮)

3.首要技能目标

该著作首要技能目标如表1所示:

4.元件清单

本体系所选用的首要元件清单如表2所示:

经计算得:

%&&&&&%总价格 $=17.18(元)。

5.著作扩展

经过研讨,咱们发现无线电磁感应充电的应用领域非常广泛,除了应用于最基本的手机、MP3、MP4、笔记本电脑,数码相机等便携设备充电外,还能够应用在医疗、工业领域中,特别关于那些彻底密封式的设备有着更重要的含义;如果把发射线圈装进鼠标垫里边,便可完成鼠标无线供电。其实除了感应充电以外,还能够经过改动脉冲频率完成驱蚊赶鼠等功用。

6.结束语

本规划把现在电子类课程所学的专业知识真实应用到实践中,因为著作架构规划合理,电路功用完成较好,功能优秀、安稳,较好地抵达了预期规划要求的各项目标。

附:仪器设备清单

函数信号发生器

数字万用表

模仿万用表

失真度测量仪

数字示波器

稳压电源

超高频毫伏表

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