智能無(wú)線(xiàn)充電器解決方案

　　智能無(wú)線(xiàn)充電器具有自動(dòng)感應充電和充滿(mǎn)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(chǎn)品，而且能夠對多臺不同的電子產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行充電。
 

 

　　智能無(wú)線(xiàn)充電器解決方案簡(jiǎn)述

　　在電子科技技術(shù)高速發(fā)展的今天，全球范圍內的手機用戶(hù)數量已經(jīng)達到了33億，再加上MP3、MP4等其他周邊電子產(chǎn)品，平均不到2人就擁有一個(gè)需要充電的便攜式電子產(chǎn)品。目前普遍使用的都是數據線(xiàn)插接式充電，這種充電方式數據線(xiàn)接口用久了通常會(huì )有觸不良等現象，而且單個(gè)充電器適應面不廣，因不同的類(lèi)型電子產(chǎn)品需要使用不同的充電器，充電時(shí)還要尋找合適的插口和理順接線(xiàn)，真可謂費時(shí)費力;各種便攜式電子產(chǎn)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(fā)智能無(wú)線(xiàn)充電器是很有必要的。
 

 

　　智能無(wú)線(xiàn)充電器解決方案的工作原理

　　智能無(wú)線(xiàn)充電器利用電磁感應原理，是非接觸充電系統，不再通過(guò)導線(xiàn)(充電線(xiàn))傳輸電能，而是無(wú)線(xiàn)傳輸方式充電。沒(méi)有充電所用的物理接口，與一般充電器相比，避免了插線(xiàn)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(wú)線(xiàn)充電器對負載充電時(shí)，指示燈將由綠燈轉換為七彩燈，手機也正確顯示充電狀態(tài)并智能完成充過(guò)程(實(shí)驗產(chǎn)品為手機)。

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

　　1.1 系統模塊

　　無(wú)線(xiàn)充電器利用電磁感應原理。通過(guò)某芯片產(chǎn)生一個(gè)36.7K的脈沖頻率(因為經(jīng)過(guò)調試在36.7K頻率時(shí)，效率達到高)，IRFP460功率放大，使發(fā)射線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當接收線(xiàn)圈靠近時(shí)，產(chǎn)生感應電流，經(jīng)過(guò)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(fā)射線(xiàn)圈的電流會(huì )隨著(zhù)感應負載的增加而增大，通過(guò)運放把0.33歐的負載電壓23倍放大，再經(jīng)過(guò)1N4148整流濾波取得電壓U1與基準源Uo比較。充電時(shí)，U1大于Uo七彩燈閃亮，表示正在充電;空負載或充滿(mǎn)電時(shí)，U1小于Uo，綠燈亮，若10秒鐘后沒(méi)有感應負載，自動(dòng)斷電;按一下復位鍵則充電器重新啟動(dòng)。
 

 

　　具體電路分析如下：

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

　　1.1.2 功率放大及無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊

　　主要把NE555D產(chǎn)生的一個(gè)36.7KHZ的脈沖功率放大，經(jīng)發(fā)射線(xiàn)圈發(fā)射出去。當脈沖為高電平時(shí)，Q12柵極為高電平，Q12導通，此時(shí)Q8飽和，Uceq電壓只有0.67V，經(jīng)D10-4148后Q1柵極電壓為0，Q1截止。當脈沖為低電平時(shí)，Q8、Q12同時(shí)截止，電流直接由R16 D10 Q1，Q1導通。整個(gè)過(guò)程中Q1與Q12均以一開(kāi)一關(guān)的形式工作。

　　1.1.3 感應線(xiàn)圈模塊 當感應線(xiàn)圈靠近發(fā)射線(xiàn)圈時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生感應電流，經(jīng)過(guò)全波整流后，根據不同的電子產(chǎn)品的充電電壓，可選擇不同的穩壓二極管穩壓，再經(jīng)三極管Q100放大電流后供給不同電子產(chǎn)品充電。

　　1.1.4 充電檢測模塊 當有感應負載時(shí)，R20(0.33歐)電阻上的電壓會(huì )增大，經(jīng)運放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后，電壓變化明顯，再經(jīng)過(guò)1N4148整流濾波，得電壓U1與基準源U。比較，此時(shí)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(wú)線(xiàn)充電器方案中，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、從理論來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)對人體無(wú)害處，無(wú)線(xiàn)充電使用的共振原理是磁場(chǎng)共振，只在以同一頻率共振的線(xiàn)圈之間傳輸，而其他裝置無(wú)法接受波段，另外，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)使用的磁場(chǎng)本身就是對人體無(wú)害的。但無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)畢竟是新型的充電技術(shù)，很多人都會(huì )擔憂(yōu)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)會(huì )像當初Wi-Fi和手機天線(xiàn)桿剛出現一樣，其實(shí)技術(shù)本身是無(wú)害的。

　　2、無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)利用磁共振在充電器與設備之間的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中傳輸電能，線(xiàn)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(lái)取得廣泛應用，例如針對電動(dòng)汽車(chē)的充電區以及針對電腦芯片的電量傳輸。采用這項技術(shù)研制的充電系統所需要的充電時(shí)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(wèn)題，麻省理工學(xué)院通過(guò)研究表明，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的損耗比起有線(xiàn)充電技術(shù)來(lái)說(shuō)更低。無(wú)線(xiàn)充電轉化率比起有線(xiàn)要高幾個(gè)百分點(diǎn)。高轉化，也是無(wú)線(xiàn)充電器得以在全球進(jìn)行應用的關(guān)鍵因素。但無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)也受到距離的限制，未來(lái)發(fā)展，必然需要解決遠距離傳送對于波段和磁場(chǎng)范圍的準確定位問(wèn)題。

　　5、核心芯片是無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在產(chǎn)品應用的難點(diǎn)之一。準確輻射范圍控制，磁場(chǎng)頻率大小，其它控制等都是由芯片實(shí)現。
 

 

　　(1)成本低廉

　　電路由脈沖產(chǎn)生部分、功率放大部分，濾波部分、比較部分及發(fā)射和接收部分組成，每部分只是幾個(gè)小元件組成，制作簡(jiǎn)單。

　　(2)一對多充電

　　一臺充電器可以對多個(gè)負載充，一個(gè)家庭購買(mǎi)一臺充電器就可以滿(mǎn)足全家人使用，隨著(zhù)負載的增加，工作效率也會(huì )增加，因此可以節約用電同時(shí)亦可減少不必要的開(kāi)銷(xiāo)。

　　(3)方便性

　　與一般充電器相比，減少了插拔的麻煩，同時(shí)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(dòng)感應充電，通過(guò)信息反饋，當感應負載滿(mǎn)電后，自動(dòng)斷電，實(shí)現充電過(guò)程智能化。

　　無(wú)線(xiàn)充電將大大改進(jìn)我們的生活。無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)取得推廣后，人們只需要一個(gè)充電器就可以給所有的設備都進(jìn)行充電。而且，隨著(zhù)這項技術(shù)的不斷推廣，無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射器可以在我們生活、居住、工作的每個(gè)地方很便利地找到，甚至可以在汽車(chē)、飛機上、賓館里、辦公地點(diǎn)安置充電發(fā)射器，這意味著(zhù)人們不用再隨身攜帶任何電線(xiàn)，即可隨時(shí)隨地為自己的電器進(jìn)行充電。