简易无线充电系统diy设计方案.doc

简易无线充电系统 DIY 设计方案
1、原理简介
无线充电系统主要利用电磁感应原理。 电磁感应方案就是利用变压器原理， 通过初、次级线圈的感应来实现电能的传输。 基于这种方式的无线电能传输系统主要有三大部分组
成，即能量发送端、无接触变压器、能量接收端。当发送线圈中通以交变电流，该电流在将 在周围介质中形成一个交变磁场， 接收线圈中产生的感应电动势可供电给移动设备或者给 电池充电。 这种方案的特点是能量接收端和次级线圈相连，可灵活移动，电路简单，易于实现，可用于距离要求不高但又不需要机械和电气连接的场合。
2、系统设计
总体设计
无线充电系统由电源电路、 高频振荡电路、高频功率放大电路、发射、 接收线圈和高频整流滤波电路 5 部分组成，系统框架如下图（ 1）所示，最后给可充电电池充电。从无线电
路传输的原理上看， 电能、 磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播， 要
产生电磁波首先要有电磁振荡， 电磁波的频率越高其向空间辐射能力的强度就越大， 电磁振荡的频率至少要高于 100KHZ，才有足够的电磁辐射。
高频振荡电路设计
用 CMOS电路六反相器 CD4069 的晶体振荡电路 CD4069 构成的两种晶体振荡电路如图
（2）所示
用 CD4069产生高频振荡比 LC 振荡电路的效果要好
功率放大器的设计电路如图（ 3）所示
场效应管属于电压控制元件， 是一种类似于电子管的三极管， 与双极型晶体管相比， 场效应晶体管具有输入阻抗高， 输入功耗小， 温度稳定性好， 信号放大稳定性好， 信号失真小，
噪声低等特点， 而且其放大特性也比电子三极管好，图（
3 ）功率场效应管电路中三个电阻
R1、R2、R3 并联接到场效应管的栅极 G， 前级的高频振荡电路也接到 G ； 原级 S 直接接
地； 漏极 D 接 LC 振荡电路，其谐振频率和前级的高频振荡频率相同。
发射、接收线圈电路流程图 4 如下所示
发射和接收线圈都采用直径 左右的漆包线绕 12 匝， 线圈直径约为 80r 。发射模块的作用是将直流能量高效率地转换为射频功率信号， 以便接收电路能够充分利用能量接 收模块是在接收到前级的能量后对其进行处理的模块。 为了满足实际应用的需求， 需要将接收到的射频信号进行整流、 滤波、 降压以及稳压处理， 处理之后的直流电压方可供其他负载使用。该模块主要包括整流电路以及降压电路。