基于51單片機(jī)智能無線耦合充電設(shè)備的設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)智能無線耦合充電設(shè)備的設(shè)計(jì),基于,51,單片機(jī),智能,無線,耦合,充電,設(shè)備,裝備,設(shè)計(jì) 單位代碼 01 學(xué)　　號(hào) 1303020025 分 類 號(hào) TN014 密 級(jí)_______________ 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于51單片機(jī)智能無線耦合充電設(shè)備的設(shè)計(jì) 院（系）名稱 信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱 電子信息工程 學(xué)生姓名 劉婷 指導(dǎo)教師 王玉巧 2015年 05 月 12 日 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第I頁(yè) 基于51單片機(jī)智能無線耦合充電設(shè)備的設(shè)計(jì) 摘 要 無線充電技術(shù)（Wireless charge technology ），源于無線電力輸送技術(shù)。無線充電也被稱作非接觸式感應(yīng)充電、感生充電，經(jīng)由近場(chǎng)感應(yīng)的無線充電，即電感耦合，使用供電裝置（電源適配器）把電力傳輸?shù)叫枰褂玫挠秒娫O(shè)備，系統(tǒng)將接收到的能量對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行充電，也供其本身運(yùn)行使用。由于供電裝置和電源間通過電磁耦合傳送，所以供電裝置和電源之間不需要使用電線連接，因此供電設(shè)備和用電設(shè)備均可做到無導(dǎo)線連接。 關(guān)鍵詞：無線充電，電磁感應(yīng)，電磁共振 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第II頁(yè) Based on 51 single chip design of intelligent wireless charge coupled device Author : Liu Ting Tutor : Wang Yuqiao Abstract Wireless charging technology (Wireless charge technology), from the wireless power transmission technology. Wireless charging is also called non-contact inductive charging, the induced charge, via near-field inductive wireless charging, namely inductive coupling, using a power supply unit (power adapter) to transfer the power to the electrical equipment required to use the system will receive energy for electrical equipment for charging, but also for their own operational use. Because between power supply unit and power transmitted through electromagnetic coupling, so no need to use the power cord between the power unit and connected to the power supply equipment and electrical equipment and therefore can be done without wires. Keywords: Wireless charging, electromagnetic induction, magnetic resonance 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第18頁(yè) 目 錄 1 緒論 1 1.1無線充電技術(shù)的概論 1 1.1.1電磁感應(yīng)技術(shù) 1 1.1.2電磁共振技術(shù) 1 1.1.3無線電波技術(shù) 2 1.2無線充電研究現(xiàn)狀 2 2 電磁感應(yīng)原理 4 2.1電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn) 4 2.2電磁感應(yīng)基本概念 5 2.2.1磁通量 5 2.2.2電磁感應(yīng) 5 2.2.3能量的轉(zhuǎn)化 6 2.2.4感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 6 2.3計(jì)算公式 6 2.4電磁感應(yīng)意義 7 3 電路設(shè)計(jì) 8 3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 3.2具體電路設(shè)計(jì) 9 3.2.1發(fā)射電路設(shè)計(jì) 9 3.2.2接收電路設(shè)計(jì) 10 4 測(cè)試結(jié)果 12 結(jié) 論 14 致 謝 15 參考文獻(xiàn) 16 附錄 17 附錄A 電路圖 17 附錄B 實(shí)物圖 18 1 緒論 1.1無線充電技術(shù)的概論? 無線充電技術(shù)就是用無線電來傳輸電能。由于必須滿足對(duì)電能質(zhì)量的需求，因此要求傳輸?shù)男矢?、功率大；無線充電的研究應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，無線充電的傳輸功率相差也十分大，從使用磁懸浮技術(shù)的列車到功率很小的用電裝置、上千瓦功率的電動(dòng)汽車、幾十瓦功率的小型電器、幾十毫瓦的生物技術(shù)。電磁感應(yīng)技術(shù)、無線電波技術(shù)、電磁共振技術(shù)是目前無線充電技術(shù)比較成熟的三種技術(shù)。 1.1.1電磁感應(yīng)技術(shù)? 電磁感應(yīng)技術(shù)是將變壓器的原邊接入交流電，通過電磁感應(yīng)原理，變壓器的副邊就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)與之相對(duì)應(yīng)，把副邊電路與電路連接，副邊電路就可以產(chǎn)生感應(yīng)電流了，再根據(jù)楞次得到電流的方向，運(yùn)用電磁理論就可以得到大小了。因此變壓器的原邊就相當(dāng)于發(fā)射端的線圈，變壓器的副邊就相當(dāng)于接收端的線圈，無線傳輸就可以實(shí)現(xiàn)了。系統(tǒng)制作成本較之十分低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)完整、大功率傳輸是這種傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)；但是這種方式傳輸距離特別短，充電器要遠(yuǎn)離其他金屬物品，不然可能向其他金屬物品充電可能導(dǎo)致其發(fā)熱發(fā)生火災(zāi)。? 1.1.2電磁共振技術(shù)? 通過兩個(gè)感應(yīng)線圈，一個(gè)為發(fā)射線圈，一個(gè)為接收線圈，讓兩個(gè)線圈發(fā)生共振，這就是電磁共振原理，這也是無線充電的基礎(chǔ)。把發(fā)射端的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從低頻率到高頻率，使發(fā)射端高頻率振動(dòng)，兩個(gè)線圈之后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)能量。由于接收和發(fā)射的頻率一樣，因此兩個(gè)線圈之間產(chǎn)生了共振。每一次共振，接收感應(yīng)器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓。當(dāng)共振次數(shù)有了一定的數(shù)量，感應(yīng)器才能被足夠能量產(chǎn)生，接著就可以產(chǎn)生更多能量，通過電磁轉(zhuǎn)換，無線傳輸電能就實(shí)現(xiàn)了。當(dāng)達(dá)到了技術(shù)所需的頻率事，電磁共振的傳輸距離可達(dá)三到四米，傳輸?shù)墓β室埠艽螅芏痰姆秶鷥?nèi)頻率可以達(dá)到好幾MHZ，要求的傳輸頻率也相對(duì)較高。 1.1.3無線電波技術(shù)? 通過激光或微波來進(jìn)行電能遠(yuǎn)距離傳送的技術(shù)叫無線電波技術(shù)，無線電波系統(tǒng)由發(fā)射天線、接收天線、高頻電磁波整流器、變電設(shè)備，電磁波發(fā)生器組成。 電磁波發(fā)生器有兩個(gè)名字，一個(gè)叫激光器，另一個(gè)叫微波源，通過發(fā)生器，電源把電能轉(zhuǎn)換為電磁波，然后發(fā)射天線傳送電磁波，接收天線接收電磁波，經(jīng)過高頻電波整流器接入天線吸收能量，高壓直流電通過電流逆變就能用了。這種方式傳輸?shù)木嚯x是最遠(yuǎn)的，但是他的傳輸功率也很小，效率低，很多能量會(huì)以無線電波的方式浪費(fèi)。 1.2無線充電研究現(xiàn)狀? 耦合變壓器技術(shù)是我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)在研究的主要技術(shù)，磁懸浮和感應(yīng)充電運(yùn)用了耦合變壓器技術(shù)，他的傳輸距離非常短。跟國(guó)外相比較，我國(guó)的無線充電技術(shù)才剛剛發(fā)展，在期刊上發(fā)表了幾篇相應(yīng)的文章。2002年《電氣傳動(dòng)》上發(fā)表了一篇相關(guān)的文章，這篇文章的作者是西安學(xué)院的李發(fā)教授發(fā)表的。重慶大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院無線電能傳輸技術(shù)研發(fā)組，在無線充電理論和實(shí)際的研究上做出了重大的突破。 我國(guó)仍然處于無線充電的理論研究階段，最近的幾年里才有所突破，但也只是研究階段沒有任何實(shí)際應(yīng)用的成果。 無線充電雖然沒有廣泛的應(yīng)用，但是他也有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：PMA標(biāo)準(zhǔn)、Qi標(biāo)準(zhǔn)、A4WP標(biāo)準(zhǔn)。? 1）Power?Matters?Alliance標(biāo)準(zhǔn)? Power?Matters?Alliance標(biāo)準(zhǔn)是由Duracell?Powermat公司發(fā)起的，該公司實(shí)力非常強(qiáng)并且還是Alliance?for?Wireless?Power（A4WP）標(biāo)準(zhǔn)的支持成員之一。? AT&T、Google和星巴克這三家公司都加入了PMA聯(lián)盟。PMA聯(lián)盟一直在研究無線充電并且為其制定標(biāo)準(zhǔn)，在無線充電方面走的世界前沿。? 2）QI標(biāo)準(zhǔn)? 外國(guó)建立了無線充電聯(lián)盟，無線充電聯(lián)盟又叫做WPC，他們推出了無線充電新的標(biāo)準(zhǔn)，QI標(biāo)準(zhǔn)，QI的最大特點(diǎn)是便攜和通用。假設(shè)一個(gè)充電設(shè)備具有了此標(biāo)準(zhǔn)，那么用同一個(gè)充電器，就可以對(duì)所以的設(shè)備進(jìn)行充電，這樣就會(huì)使用戶們更加的方便和快捷的充電。 中國(guó)在無線充電技術(shù)方面領(lǐng)先外國(guó)。QI也是用了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。Samsung、Apple、Nokia等公司都加入了此標(biāo)準(zhǔn)之中。 3）A4WP標(biāo)準(zhǔn)? 這是無線充電的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也是無線充電聯(lián)盟的又一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，A4WP標(biāo)準(zhǔn)，該聯(lián)盟有以下成員，Qualcomm、Samsung、Power等。還包括SKT、Peiker?Acustic、Ever?Win?Industries、Gill?Industries等成員，自從有了無線充電聯(lián)盟，無線充電的產(chǎn)品變得產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化了。 2 電磁感應(yīng)原理 2.1電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)? 從人們發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)之后，對(duì)電磁感應(yīng)的研究就沒有斷過，有些著名科學(xué)家在研究它的逆效應(yīng)，他們猜測(cè)電磁能否產(chǎn)生電及磁能否對(duì)電產(chǎn)生影響問題，因?yàn)楫?dāng)時(shí)科技原因沒有直接發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流，而發(fā)現(xiàn)最早的電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)，并且沒有文字說明。? ?十九世紀(jì)，科學(xué)家法拉第在一個(gè)鐵環(huán)上繞上線圈，將一個(gè)線圈接入閉合回路，將一個(gè)磁針放在導(dǎo)線下面，然后把另一個(gè)線圈與電源連接，打開電源形成閉合回路。當(dāng)打開電源之后，磁針發(fā)生了反向的偏轉(zhuǎn)，當(dāng)關(guān)閉了電源以后，磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，證明了該線圈有所感應(yīng)。經(jīng)過上述的實(shí)驗(yàn)和分析，證明了感應(yīng)電流與導(dǎo)電能力成正比關(guān)系。經(jīng)過一系列例證，在感應(yīng)系統(tǒng)里，電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生了電流，無論有沒有閉合，或者有沒有電流情況，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都依然存在。 楞次定律決定了感應(yīng)電流的方向。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)，是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩種形式。分別產(chǎn)生于不同力，前者是根據(jù)洛倫茲力，后者是電磁場(chǎng)變化產(chǎn)生。 法拉第電磁感應(yīng)定律是一直做了成百上千次試驗(yàn)才得出的定律。在現(xiàn)在已經(jīng)被正式化，他有許多其他的版本，現(xiàn)在都是被稱為電磁學(xué)的瑰寶。? 法拉第電磁感應(yīng)定律是由于法拉第于1832年所做的實(shí)驗(yàn)。在這同一時(shí)間也有人發(fā)現(xiàn)這電與磁的關(guān)系但是他發(fā)表萬物法拉第。? 楞次定律的發(fā)現(xiàn)為判別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電流方向提供了一種方法。? 當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體在閉合電路磁場(chǎng)中，由于進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)，然后產(chǎn)生了電流，這種現(xiàn)象我們把它叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。通過這種現(xiàn)象產(chǎn)生的電流，我們把它叫做感應(yīng)電流。詳細(xì)的步驟為：不改變線圈的面積，然后改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁通量會(huì)因此產(chǎn)生變化，伴隨著也有感應(yīng)電流產(chǎn)生。因?yàn)榇磐堪l(fā)生了變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，這就是磁感現(xiàn)象的本質(zhì)。 2.2電磁感應(yīng)基本概念? 當(dāng)導(dǎo)體中產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，電磁感應(yīng)發(fā)生了變化，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在一個(gè)閉合回路里，如果進(jìn)行閉合，將有電壓驅(qū)動(dòng)電子流動(dòng)，由此形成了感應(yīng)電流。電磁場(chǎng)是最偉大的成就之一就是電磁感應(yīng)的發(fā)型。電磁感應(yīng)證實(shí)了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)也為電和磁實(shí)驗(yàn)之間的相互轉(zhuǎn)換奠定了基礎(chǔ)，人類獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)力量和開辟了道路，在實(shí)際意義上有顯著的性能。隨著發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，人們進(jìn)入了一個(gè)重要的工業(yè)和技術(shù)革命的時(shí)代。研究表示，電力，電子技術(shù)，電氣化，自動(dòng)化都廣泛使用了電磁感應(yīng)，電磁感應(yīng)促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 2.2.1磁通量? 在一個(gè)均勻強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，有一個(gè)平面與磁場(chǎng)方向垂直，假設(shè)這個(gè)平面的面積為S，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。 （1）定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與平面面積S的乘積稱作磁通量。 （2）公式：Φ=BS? 當(dāng)磁場(chǎng)方向與平面不垂直時(shí)：? Φ=BS⊥=BScosθ （3）物理意義? 穿過面的磁感線數(shù)量用穿過面的磁通量表示。 （4）單位WB? 磁通量的國(guó)際單位是Wb（韋伯）。 2.2.2電磁感應(yīng) （1）電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction）又稱磁電感應(yīng)現(xiàn)象，是指閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。 （2）閉合回路在原磁場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)磁通量發(fā)生變化的電流叫做感應(yīng)電流。 （3）電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生條件： ①兩種不同表述? a．導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 b．磁通量發(fā)生變化穿過閉合電路。 ②兩種表述的比較和統(tǒng)一? a．兩種情況所產(chǎn)生感應(yīng)電流的根本原因不一樣? 閉合電路的導(dǎo)體和自由電子的磁場(chǎng)產(chǎn)生部的相對(duì)運(yùn)動(dòng)遵循導(dǎo)體的導(dǎo)體一起移動(dòng)，然后再進(jìn)行一洛倫茲力分量，因而是自由電子然后形成移動(dòng)的當(dāng)前方向，這種情況下產(chǎn)生的電流稱為動(dòng)感電流。 b．兩種表述的統(tǒng)一? 閉合電路中，磁通量會(huì)發(fā)生變化。 ③產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件? 閉合電路的磁通量如果發(fā)生了變化，那么一定會(huì)有電流在閉合電路中產(chǎn)生。 條件： 1．閉合回路 2．部分導(dǎo)體 3．切割磁感線的運(yùn)動(dòng) 2.2.3能量的轉(zhuǎn)化? 系統(tǒng)遵循能量轉(zhuǎn)換守恒定律，電磁感應(yīng)的現(xiàn)象也遵循能量轉(zhuǎn)換守恒定律。 2.2.4感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)? （1）定義：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。方向由低到高。 （2）產(chǎn)生條件：在電流穿過閉合中，磁通量發(fā)生變化。 （3）方向：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)楦袘?yīng)電流方向。 （4）物理意義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是基本物理量。? （5）反電動(dòng)勢(shì)：起到消弱電動(dòng)勢(shì)的作用的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱作反電動(dòng)勢(shì)。 2.3計(jì)算公式? 計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小公式? （1）E=NΔΦ/Δt（E感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，N感應(yīng)線圈的匝數(shù)，ΔΦ/Δt：磁通量變化率）。? （2）E=BLVsinB(做切割磁感線運(yùn)動(dòng))?，E=BLV中的V和L的方向不會(huì)平行于磁感線，但是不跟磁感線垂直，公式中sinB中B為V或L跟磁感線的夾角。?可以用來求平均電動(dòng)勢(shì)，可以計(jì)算瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 （3）最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em=nBSω。 （4）E=B(L^2)ω/2（導(dǎo)體一端固定以角速度ω旋轉(zhuǎn)切割）（ω：角速度單位rad/s，V:速度單位m/s，L^2是L的平方）。? 2.磁通量公式Φ=BS?（Φ：磁通量單位Wb，B:磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度T，S:正對(duì)面積單位是平方米） 3.感應(yīng)電流的方向可以用來判定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極，負(fù)極到正極。 4特別注意?Φ，?△Φ?，△Φ/△t無必然聯(lián)系，E與電阻無關(guān)?E=n△Φ/△t?。?電動(dòng)勢(shì)的單位是伏特V?，磁通量單位是韋伯Wb?，時(shí)間的單位是秒s。? 2.4電磁感應(yīng)意義? 當(dāng)磁通量在閉合回路中發(fā)生變化，感應(yīng)電流就產(chǎn)生了，通過一系列的實(shí)驗(yàn)表明。感應(yīng)電流為磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的電流，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是磁通量變化的現(xiàn)象。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用符號(hào)ε表示，就是ε=nΔΦ/Δt。? 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化率成正比，電動(dòng)勢(shì)越大，磁通量越大。 電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)里非常重要的發(fā)現(xiàn)，它證明了電與磁之間的關(guān)系。通過電磁感應(yīng)定律我們可以知道，發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等大規(guī)模遠(yuǎn)距離傳送的設(shè)備都是通過該原理設(shè)計(jì)的。他還在很多技術(shù)方便有著重要的作用，比如說電子技術(shù)、電工技術(shù)以及很多電磁測(cè)量。由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生，我們的生活變得更加的方便，我們也走入了電氣時(shí)代。 3 電路設(shè)計(jì) 3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)? 本系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理，?由兩個(gè)線圈進(jìn)行耦合，傳遞電磁波，。系統(tǒng)工作時(shí)，用直流電進(jìn)行供電，也可以把整流過后的市里用電為電路供電。然后經(jīng)過一些特殊芯片和LC震蕩發(fā)生器產(chǎn)生電磁波，然后接受線圈得到電壓，在經(jīng)過整流和特殊芯片的處理會(huì)產(chǎn)生5V直流電為電池供電。系統(tǒng)原理圖如圖3.1所示。 圖3.1 系統(tǒng)原理圖 根據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示。 圖3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 通過接收和發(fā)射線圈之間的電磁感應(yīng)，電能實(shí)現(xiàn)了傳送。互感原理圖如圖3.3所示。 圖3.3 互感原理圖 3.2具體電路設(shè)計(jì) 3.2.1發(fā)射電路設(shè)計(jì) 發(fā)射電路如圖3.4所示。 圖3.4 發(fā)射電路圖 發(fā)射電路選用了三極管Q1選8050，也可以用9014代替。Q2選8550，也可以用9015代替。電容使用了瓷片電容和其它電容。R3用了碳膜電阻，其它的選用金屬膜的電阻。電阻單位為歐姆，簡(jiǎn)稱歐。三極管B772要加適當(dāng)?shù)纳崞?。發(fā)射線圈L，選直徑0.4-0.6的漆包銅線，在直徑3cm的圓柱體上緊密繞線20圈，然后取下用膠帶纏好，并留出兩根引線。接線圈時(shí)，線圈兩根線不分極性。 發(fā)射電路才用了三極管8050、三極管8550、三極管B772， 8050是一種非常非常常見的晶體三極管，在各種電路中都可以發(fā)現(xiàn)他的身影，他的應(yīng)用范圍很廣，他的功能是進(jìn)行高頻放大。8050也可以用作開關(guān)電路的設(shè)計(jì)。8550三極管是一種低電壓、大電流、小信號(hào)的三極管。B772的管腳E，C，B，采用數(shù)字表二級(jí)管檔，是一種PNP型三極管。 3.2.2接收電路設(shè)計(jì) 接收電路采用了一個(gè)整流電路，它是一個(gè)全波型的整流電路，輸出功率的全波整流器的利用率為百分之一百，低輸出直流電壓的紋波很低，選擇的時(shí)候，不僅要考慮到耐壓值，還要考慮實(shí)用性，開關(guān)，恢復(fù)時(shí)間，特效，電容值，還要考慮其他一系列的電容值，耐壓值要高。 接收電路：當(dāng)接收線圈感應(yīng)電磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)線圈靠近發(fā)射線圈。 高頻電壓經(jīng)過線圈接收后，快速進(jìn)行全波整流，電壓的正向電流為150mA，恢復(fù)時(shí)間反方向?yàn)?ns。1000uF的電容濾波后輸出直流電源和限流推動(dòng)發(fā)光二極管顯示。如果再用5.1V穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，輸出直流電為充電器提供較為穩(wěn)定的工作電壓。接收電路如圖3.5所示。 圖3.5 接收電路圖 接收模塊使用了整流二極管1N4148，該模塊的特點(diǎn)是：速度快，開關(guān)敏捷，信號(hào)頻率較高，可以進(jìn)行單項(xiàng)隔離，是廣泛應(yīng)用于通訊，電腦，電視機(jī)的控制電路，十分的廉價(jià)且好用，符合設(shè)計(jì)理念。 1N4148是一種非常適合普通整流用的二級(jí)管，他具有高頻開關(guān)，包括了SOT23、DO35、0805、LL34都有所使用。二級(jí)管的反向恢復(fù)時(shí)間為4ns、平均正向電流為150mA、結(jié)合電容為4pf、反向恢復(fù)時(shí)間為4ns，這種整流二極管可以用于多種場(chǎng)合，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，容易購(gòu)買，是一款非常不錯(cuò)，通用性強(qiáng)的小信號(hào)高頻率二級(jí)管。 接收線圈L選直徑0.4-0.6的漆包銅線，在直徑3cm的圓柱體上緊密繞線20圈，然后取下用膠帶纏好，流出兩根引線。接線圈時(shí)，線圈兩根線不分極性。 4 測(cè)試結(jié)果 根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路，焊接好所有元器件后，開始進(jìn)行測(cè)試。在本次測(cè)試中，無線供電的負(fù)載，選擇了一個(gè)LED燈，原供電電壓為4.4V。收發(fā)線圈：銅線線徑0.4mm，線圈內(nèi)徑30mm，繞線20匝。 測(cè)試一：兩個(gè)線圈重疊在一起，發(fā)射電路接5.0V電壓，發(fā)射電路電流為240mA，此時(shí)，接收電路輸出電壓為3.01V，輸出電流為38.3mA。LED燈發(fā)出較亮的光，如圖4.1所示。 圖4.1 LED燈測(cè)試一 測(cè)試二：兩個(gè)線圈相距約4.0mm，發(fā)射電路接5.0V電壓，發(fā)射電路電流為330mA，此時(shí)，接收電路輸出電壓為2.78V，輸出電流為10.81mA。LED燈較上個(gè)測(cè)試變暗，如圖4.2所示。 圖4.2 LED燈測(cè)試二 結(jié) 論 隨著人們生活水平的提高，數(shù)字終端飛速發(fā)展，在未來的各種場(chǎng)合，智能無線充電技術(shù)勢(shì)必要扮演著重要的角色，為人類服務(wù)。就目前市場(chǎng)研究情況看出，無線充電技術(shù)發(fā)展尚未成熟，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一性，成型產(chǎn)品在距離、效率、發(fā)熱等方面存在弊端，是今后需要研究的重點(diǎn)。 現(xiàn)在的無線充電充滿了很多問題，需要充電器進(jìn)行傳輸，看樣子比較麻煩，不夠，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的成熟，各種設(shè)備額完善，我相信會(huì)在大多數(shù)地方出現(xiàn)這種無線充電的設(shè)備，因此無論你在任何地方，充電這件事都會(huì)變得非常方便。因?yàn)闊o線充電節(jié)省了很多材料，應(yīng)用靈活，所以一定可以具有很強(qiáng)的市場(chǎng)性，并且多個(gè)設(shè)備可以運(yùn)用一個(gè)充電器，十分方便，相信在不久的將來，無線充電器將更加普及。 致 謝 值此論文完成之際，謹(jǐn)向給予我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助的老師、同學(xué)表示最衷心的感謝。本次設(shè)計(jì)及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師王玉巧老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，王老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。總之，本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多知識(shí)，對(duì)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程有了比較全面的了解，對(duì)很多元器件有了充分的認(rèn)識(shí)和了解，會(huì)自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的系統(tǒng)，對(duì)我畢業(yè)以后的工作起到了巨大的作用。在此謹(jǐn)向王玉巧老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 參考文獻(xiàn) [1] 譚建軍，吳興權(quán)．智能微型充電器的開發(fā)與應(yīng)用[J]．湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)淺析(4)． [2] 張益銘．[J]．?dāng)?shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013(4)． [3] 丁煒．脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]．武漢：華中科技大學(xué)，2006． [4] 翟淵，孫躍，戴欣，等．磁共振模式無線電能傳輸系統(tǒng)建模與分析[J]．中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012(12)． [5] 張小壯．磁耦合諧振式無線能量傳輸距離特性及其實(shí)驗(yàn)裝置研究[D]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009． [6] 黃潔琳，章磊，無線充電的設(shè)計(jì)[J]．山西電子技術(shù)，2009(3)． [7] 徐守時(shí)．信號(hào)與系統(tǒng)[M]．合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2003． [8] 張桂芬．電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：人民郵電出版社，2005． [9] 趙樹杰，趙建勛．信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2005． [10] 孟慶奎．手機(jī)無線充電技術(shù)的研究[D]．北京：北京郵電大學(xué)，2012:27-38． [11] 陳新，張桂香．電磁感應(yīng)無線充電的聯(lián)合仿真研究[J]．電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2014:434-438． [12] 熊承龍，沈兵，趙寧．基于電磁感應(yīng)的無線充電技術(shù)傳輸效率的仿真研究[J]．電子器件，2014:131-133． [13] 李松林．基于電磁感應(yīng)耦合的無線電能傳輸研究[D]．成都：電子科技大學(xué)，2012：10-13． [14] 王歡．基于無芯 PCB 變壓器的無線充電系統(tǒng)的研究[D]．西安：西安電子科技大學(xué)，2010:11-13． [15] Dai.D,Liu.J. 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