无线充电系统的设计.doc

国家电工电子实验教学中心
电子系统课程设计
设计报告
设计题目: 无线充电系统的设计
学院:
电子信息工程学院
专业:
自动化(铁道信号)
学生姓名:
学号:
任课教师:
佟毅
2015 年 4 月 23 日
目录
1 设计任务要求 1
设计任务 1
任务要求 1
任务说明 3
2 设计方案及论证 3
任务分析 3
方案比较 5
第一种方案 5
第二种方案 6
第三种方案 7
系统结构设计 8
具体电路设计 9
方波振荡发生器: 9
推挽式放大器 10
桥式整流 11
稳压恒流 11
基准电压 13
元件清单 10
3 制作及调试过程 15
制作与调试流程 15
电路制作 15
电路调试 15
遇到的问题与解决方法 16
4 系统测试 16
测试方法 16
测试数据 20
数据分析和结论 20
5 系统使用说明 20
系统外观及接口说明 20
系统操作使用说明 21
6 总结 21
本人所做工作 22
收获与体会 22
对本课程的意见与建议 22
7 参考文献 22
功率放大器
振荡器
1 设计任务要求
设计任务
(1)制作一个输入直流电压 12V,输出为 手机电池充电(充满电压为 )的无线充电系统。
(2)发射器与接收器之间采用电感线圈耦合方式进行无线能量传输。
(3)发射器采用 12V 直流单电源供电,接收器供电只能来自耦合线圈。
-
(4)接收器考虑给手机电池充电,输出电压变换范围 0~,500mA 恒流充电。充电特性如下
5
4
3
2
1
0
输出电压 Vo / V

100 200 300 400 500 600
恒流值I o / mA
任务要求
1. 基本部分(50 分)
(1)接收器工作指示(20 分)
要求:接受器接收到能量后用发光二极管指示。
测试方法:发射器采用 12V 直流供电。接收线圈靠近发射线圈时(距离和角度不限),观察接收器工作指示灯是否点亮。
(2)接收器恒压功能(20 分)
要求:当接收器不接负载时输出电压为 ±。
测试方法:发射器采用 12V 直流供电。在接收器不接任何负载条件下,当接收线圈靠近发射线圈并固定不动时(距离和角度不限),测量接收器输出电压是否为 ±。轻微移动接收线圈时,测量该电压应保持在 ± 范围内。
(3)接收器恒流功能(10 分)
要求:接收器带载条件下,当输出电压在 0~4VDC 变化时输出电流稳定在 10mA 或大于10mA(当满足发挥部分时,可直接得分),要求恒流误差小于 5mA(两线圈距离和角度不限)。
测试方法:发射器采用 12V 直流供电。当接收线圈靠近发射器线圈时(距离和角度不限),测量恒流值是否大于 10mA 及是否满足恒流误差要求。
备注:恒流测量时可用 的电容模拟电池。
2. 发挥部分(50 分)
(1)充电指示(20 分)
要求:当接收器给负载充电时,充电指示灯亮;充满后,充满指示灯亮。
测试方法:发射器采用 12V 直流供电。当接收器线圈靠近发射器线圈时(距离和角度不限),测量恒流充电阶段充电指示灯是否点亮;测量当恒流充电电流减小后充满指示灯是否点亮。
(2)扩大充电电流(30 分)
要求:尽可能提高恒流充电电流。
测试方法:当接收器线圈靠近发射器线圈时(距离和角度不限),测量所能达到的最大恒流指标,要求恒流误差小于 5mA,充满后输出电压为 ~(按下图计算得分)
32
24
18
12
6
0
分数
100 200 300 400 500
恒流值I o / mA
恒流值大于 500mA 的加 10 分。
任务说明
(1)耦合线圈直径取 10cm,20 匝。
(2)用法拉电容模拟电池,根据恒流能力选择合适的法拉电容,恒流时间 10 秒以上,便于测量,并需要配适当的放电电阻,便于放电。也可用固定电阻和可调电阻模拟电池。
2 设计方案及论证
任务分析
振荡器
功率放大器


发射器
输出
功率转换
整流滤波
恒流限压控制
辅助供电电源
电压取样
工作指示
充电指示
充满指示
电流取样
接收器