无线充电系统

1. 无线充电系统的工作频率选定在 ISM 波段，例如 433 MHz。

2. 无线充电距离可以超过 10 厘米。

3. 充电电流将大于 1A。

4. 该系统可以为电动玩具车进行充电。

5. 该系统具备进一步升级为实用系统的潜力

设计并制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，其结构框图如图1所示。

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsE9F1.tmp.png

图1 电能无线传输装置结构框图

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA02.tmp.jpg

图 1、发射电路原理图

发射部分发射电路由振荡信号发生器和谐振功率放大器两部分组成。

振荡源由555电路，为功放电路提供激励，电源接通时，555的3脚输出高电平，同时电源通过R1、R2向电容c1充电，当c1上的电压到达555集成电路6脚的阀值电压（2/3电源电压）时，555的7脚把电容里的电放掉，3脚由高电平变成低电平。当电容的电压降到1/3电源电压时，3脚又变为高电平，同时电源再次经R1、R2向电容充电。这样周而复始，形成振荡，测试振荡器输出波形 已知f=1.44/(R1+2R2)C1。信号，输出占空比约等于2/3的方波，所以使高频振荡电路的工作与间歇时间比也等于2/3。

为了能在小功率的推动下也能输出足够大的高频功率，输出级选用场效应管IRF634，场效应管是一种电压控制器件，原则上不消耗激励功率，但它的极间输入、输出电容很大，有几百pF，如果直接接到555的输出端，会因为555电路的输出电流很小而使波形的上升时间和下降时间变大，而导致效率下降。所以我还在555电路的后面加了一对互补的三极管，此互补管接成射极输出，具有极小的输出电阻，可以使方波的上升和下降时间大大减小。加上了这级电路后效率提高。555产生的高频信号再通过C3和R3组成的耦合电路之后被功率开关管功放大放大后，的高频信号通过L1和谐振电容组成的谐振电路发射出去，谐振功率放大器由LC 并联谐振回路和开关管IRF460 构成。当源、漏极接有电感性负载时，管子截止时电感电流不能突变，D2用这个二极管续流。防止高压击穿管子。振荡线圈按要求用直径13CM1mm的漆包线密绕10 圈，实测电感值约为32uH.电容c4电解c5稳压管D1组成一个5v电压供555使用、两个C6、C7电容组成滤波电路 R5/1K是限流电阻，R4/R6/100的是功率电阻C3和R3组成的耦合电路电路连接于信号源和信号处理电路或两级放大器之间，用以隔断直流电，让交流电或脉动信号通过，使相信的放大器直流工作点互不影响。

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA03.tmp.jpg

图2、接收电路PCB板

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA13.tmp.jpg

图3、接收电路原理图

两个电感分别是初级和次级耦合线圈，谐振电容和L1的(1mm漆包线密绕10 圈实测电感值约为32uH)耦合被无线传送到次级接收电路，高频交流信号通过FR107高速整流管整流后，c6、c7滤波，D1稳压后变成5V直流电能电压。

TL413和Q18050组成恒压充电电路给3.7V的锂电池进行充电，充电指示红LED灯亮TL413为Q1基极提供基准电压当充电池充满时电压超过一定量亮，Q1导通Q2也导通从而点亮led绿灯。R1是取样电阻，R2 R4分压电阻调整R4阻值值到基准电压，R5为限流电阻，file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA24.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA25.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA26.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA27.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA28.tmp.png调整它可以得到不同的充电电流.

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA38.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA39.tmp.pngfile:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA3A.tmp.png

file:///C:\Users\xin\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsEA3B.tmp.jpg

图4、接收板PCB板