在几年前的诺基亚纽约发布会上,诺基亚向咱们展现了回家今后顺手把手机放上充电垫边充电边听音乐的场景。Lumia920 内置了无线充电接纳器,不久后,在美国本乡的香啡缤店面和伦敦希思罗机场都呈现无线充电器可用。
无线充电已从愿望步入实际,从概念变成了产品,这几年在手机、电动轿车等范畴引领着新风尚。无不证明着无线充电技能具有十分宽广的商场前景。下文介绍的便是一个微间隔无线充电器的电路计划,此计划为可行性探究试验。
电路计划及原理
将直流电转化成高频沟通电,然后经过没有任何有有线衔接的原、副线圈之间的互感耦合完成电能的无线馈送。根本计划如图所示。
无线电能传输计划示意图
本无线充电器由电能发送电路和电能接纳与充电操控电路两部分构成。
电能发送部分
如图,无线电能发送单元的供电电源有两种:220V沟通和24V直流(如轿车电源),由继电器J挑选。依照沟通优先的准则,图中继电器J的常闭触点与直流(电池BT1)衔接。正常情况下S3处于接通状况。
无线电能发送单元电路图
当有沟通供电时,整流滤波后的约26V直流使继电器J吸合,发送电路单元便作业于沟通供电方法,此刻直流电源BT1与电能发送电路断开,一起LED1(绿色)发光显现这一状况。
经继电器J挑选的+24V直流电主要为发射线圈L1供电,此外,经IC1(78L12)降压后为%&&&&&%IC2供电,为确保J的动作不影响发送电路的安稳作业,%&&&&&%C3的容量不得小于 2200uF。
电能的无线传送实际上是经过发射线圈L1和接纳线圈L2的互感效果完成的,这儿L1与L2构成一个无磁芯的变压器的原、副线圈。为确保满足的功率和尽或许高的功率,应挑选较高的调制频率,一起要考虑到器材的高频特性,经试验挑选1.6MHz较为适宜。
IC1为CMOS六非门CD4069,这儿只用了三个非门,由F1,F2构成方波振荡器,发生约1.6MHz的方波,经F3缓冲并整形,得到起伏约11V的方波来鼓励VMOS功放管IRF640.足以使其作业在开关状况(丁类),以确保尽或许高的转化功率。为确保它与L1C8回路的谐振频率共同。可将C4定为100pF,R1待调。为此将R1暂定为3K,并串入可调电阻 RP1。在谐振状况,虽然鼓励是方波,但L1中的电压是同频正弦波。
由此可见,这一部分实际上是个变频器,它将50Hz的正弦转变成1.6MHz的正弦。
电能接纳与充电操控部分
正常情况下,接纳线圈L2与发射线圈L1相距不过几cm,且挨近同轴,此刻可获得较高的传输功率。电能接纳与充电操控电路单元的原理如图2-3所示。
L2感应得到的1.6MHz的正弦电压有效值约有16V(空载)。经桥式整流(由4只1N4148高频开关二极管构成)和C5滤波,得到约 20V的直流。作为充电操控部分的仅有电源。
由R4,RP2和TL431构成精细参阅电压4.15V(锂离子电池的充电中止电压)经R12接到运放IC的同相输入端3。当IC2的反相输入端2低于 4.15V时(充电过程中),IC3输出的高电位一方面使Q4饱满从而在LED2两头得到约2V的安稳电压(LED的正导游通具有稳压特性),Q5与 R6、R7便据此构成恒流电路I0=2-0.7R6+R7。另一方面R5使Q3截止,LED3不亮。
无线电能接纳器电路图
当电池充溢(略大于4.15V)时,%&&&&&%3的反相输入端2略高于4.15V。运放便输出低电位,此刻Q4截止,恒流管Q5因彻底得不到偏流而截止,因此中止充电。一起运放输出的低电位经R8使Q3导通,点亮LED3作为充溢状况指示。
两种充电形式由R6、R7决议。这个非序列值能够在E24序列电阻的标称值为918的电阻中找到,就用918的也行。
编者结语
作为可行性探究试验的样机,本规划仅针对100mAh左右的小容量锂离子电池和锂聚合物电池,适用于MP3、MP4和蓝牙耳机等袖珍式数码产品。将它推行到大容量电池,并不存在准则性的妨碍。当然,从试验室的样机到商场中的产品,或许还有比较绵长和困难的作业,如电磁辐射的走漏问题,本钱操控与产品工艺,以及商场切入与消费发动等。