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解決方案

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智能無線充電器解決方案

發表日期:2019-11 文(wen)章編輯:小燈 瀏覽次數(shu):4444

  智能無線充電器(qi)具有自動感應充電和充滿電后智能斷電功能,不僅適用于各種不同充電電壓和容量的電子產品,而且能夠對多臺不同的電子產品同時進行充電。
 


 

  智能(neng)無線(xian)充電器解決方案簡述

  在電(dian)子(zi)科技技術(shu)高速發展的(de)(de)今(jin)天(tian),全球范圍內的(de)(de)手機用(yong)戶數量已(yi)經達到了(le)33億,再加上MP3、MP4等其(qi)他(ta)周邊電(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin),平均不(bu)(bu)(bu)到2人(ren)就擁有一個需要充(chong)(chong)電(dian)的(de)(de)便(bian)攜(xie)式電(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)。目前(qian)普遍使用(yong)的(de)(de)都是數據(ju)線插接(jie)式充(chong)(chong)電(dian),這種充(chong)(chong)電(dian)方式數據(ju)線接(jie)口用(yong)久了(le)通常會(hui)有觸不(bu)(bu)(bu)良(liang)等現象(xiang),而且單個充(chong)(chong)電(dian)器(qi)適應面不(bu)(bu)(bu)廣,因不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)類型電(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)需要使用(yong)不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)充(chong)(chong)電(dian)器(qi),充(chong)(chong)電(dian)時還要尋找合適的(de)(de)插口和理順(shun)接(jie)線,真可謂費(fei)時費(fei)力;各種便(bian)攜(xie)式電(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)充(chong)(chong)電(dian)是一件令(ling)人(ren)煩躁的(de)(de)麻煩事。為了(le)改良(liang)上面的(de)(de)現象(xiang),研發智(zhi)能無線充(chong)(chong)電(dian)器(qi)是很有必(bi)要的(de)(de)。
 


 

  智(zhi)能無線充電器解決方案的工(gong)作原(yuan)理(li)

  智能無(wu)線(xian)(xian)(xian)充(chong)電(dian)(dian)器(qi)利用(yong)電(dian)(dian)磁感應原理(li),是非(fei)接觸(chu)充(chong)電(dian)(dian)系(xi)統,不再通過(guo)導線(xian)(xian)(xian)(充(chong)電(dian)(dian)線(xian)(xian)(xian))傳輸電(dian)(dian)能,而是無(wu)線(xian)(xian)(xian)傳輸方式充(chong)電(dian)(dian)。沒(mei)有充(chong)電(dian)(dian)所用(yong)的(de)物理(li)接口,與一(yi)般充(chong)電(dian)(dian)器(qi)相比,避免了(le)插線(xian)(xian)(xian)或拔電(dian)(dian)池的(de)麻煩,具有一(yi)般充(chong)電(dian)(dian)器(qi)的(de)工作(zuo)原理(li);作(zuo)品采用(yong)一(yi)(充(chong)電(dian)(dian)器(qi))對(dui)多(感應負(fu)載)充(chong)電(dian)(dian)、智能充(chong)電(dian)(dian)的(de)設(she)計思想;無(wu)線(xian)(xian)(xian)充(chong)電(dian)(dian)器(qi)對(dui)負(fu)載充(chong)電(dian)(dian)時,指示燈將(jiang)由綠燈轉換為七(qi)彩燈,手機也正確顯(xian)示充(chong)電(dian)(dian)狀態并智能完成充(chong)過(guo)程(實驗產品為手機)。

  本充(chong)電(dian)(dian)(dian)器可以同時對多(duo)(duo)個(ge)負(fu)載充(chong)電(dian)(dian)(dian),可以自動感(gan)應是否有負(fu)載充(chong)電(dian)(dian)(dian),達到(dao)自動充(chong)電(dian)(dian)(dian),充(chong)滿電(dian)(dian)(dian)后10秒自動斷電(dian)(dian)(dian),達到(dao)智(zhi)(zhi)能(neng)化;從而大大方(fang)便(bian)了用(yong)戶。智(zhi)(zhi)能(neng)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)(dian)(dian)器使用(yong)十分方(fang)便(bian)、一(yi)個(ge)充(chong)電(dian)(dian)(dian)器就可以滿足一(yi)個(ge)家庭(ting)的(de)需要,具有較高的(de)推廣應用(yong)價(jia)值(zhi)、成本低廉(與(yu)一(yi)般充(chong)電(dian)(dian)(dian)器價(jia)格(ge)相差不多(duo)(duo))等優點,現在世界上(shang)許(xu)多(duo)(duo)大公司也正在火熱研究中;智(zhi)(zhi)能(neng)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)(dian)(dian)必將(jiang)是取代物理直插的(de)發展(zhan)方(fang)向,將(jiang)肯定(ding)受(shou)到(dao)人們的(de)歡(huan)迎和重視。

  1.1 系統模塊

  無(wu)線(xian)(xian)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器利用電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)感應原理(li)。通過某芯片產(chan)生一個(ge)36.7K的(de)(de)(de)脈沖頻(pin)率(因為經(jing)過調(diao)試在(zai)36.7K頻(pin)率時,效率達到高(gao)),IRFP460功率放大(da),使發射(she)(she)線(xian)(xian)圈(quan)產(chan)生磁(ci)(ci)場(chang),當接收(shou)線(xian)(xian)圈(quan)靠近時,產(chan)生感應電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),經(jing)過全波整(zheng)流(liu)(liu)和穩壓(ya),獲取負載(zai) (手機)所需要的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)。發射(she)(she)線(xian)(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)會隨著(zhu)感應負載(zai)的(de)(de)(de)增加而(er)增大(da),通過運放把0.33歐的(de)(de)(de)負載(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)23倍放大(da),再(zai)經(jing)過1N4148整(zheng)流(liu)(liu)濾(lv)波取得(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)U1與基準源Uo比較。充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)時,U1大(da)于(yu)Uo七彩燈閃亮(liang),表示正(zheng)在(zai)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian);空負載(zai)或充(chong)滿(man)電(dian)(dian)(dian)(dian)時,U1小于(yu)Uo,綠燈亮(liang),若10秒(miao)鐘后沒有感應負載(zai),自動(dong)斷電(dian)(dian)(dian)(dian);按(an)一下復(fu)位鍵則充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器重新啟動(dong)。
 


 

  具(ju)體電路(lu)分析(xi)如下:

  1.1.1 NE555D脈沖發生器模(mo)塊 根據T=(R1+Rp)C1,f=1/T,調節RP使NE555D輸(shu)出(chu)一(yi)個36.7KHZ的脈沖頻(pin)率。

  1.1.2 功率(lv)放(fang)大(da)及無線發(fa)射模塊

  主要把(ba)NE555D產(chan)生的(de)一(yi)個(ge)36.7KHZ的(de)脈(mo)(mo)沖(chong)功率放大,經發射(she)線圈發射(she)出(chu)去(qu)。當脈(mo)(mo)沖(chong)為(wei)高電(dian)平(ping)時,Q12柵極為(wei)高電(dian)平(ping),Q12導通,此(ci)時Q8飽和,Uceq電(dian)壓只有0.67V,經D10-4148后Q1柵極電(dian)壓為(wei)0,Q1截(jie)止。當脈(mo)(mo)沖(chong)為(wei)低電(dian)平(ping)時,Q8、Q12同時截(jie)止,電(dian)流直(zhi)接由R16 D10 Q1,Q1導通。整個(ge)過程中(zhong)Q1與Q12均以(yi)一(yi)開(kai)一(yi)關(guan)的(de)形式工作。

  1.1.3 感應(ying)線圈模塊 當感應(ying)線圈靠(kao)近發射線圈時,就會產生感應(ying)電(dian)流(liu)(liu),經過(guo)全波(bo)整流(liu)(liu)后(hou),根據(ju)不同(tong)的(de)電(dian)子產品的(de)充電(dian)電(dian)壓(ya),可(ke)選擇不同(tong)的(de)穩(wen)壓(ya)二極管穩(wen)壓(ya),再(zai)經三極管Q100放大電(dian)流(liu)(liu)后(hou)供給不同(tong)電(dian)子產品充電(dian)。

  1.1.4 充電檢測模塊 當有感(gan)應負載時,R20(0.33歐)電阻上的電壓會增大(da),經運放U2A放大(da)A=1+R5/R6=23倍后,電壓變化明顯,再(zai)經過1N4148整(zheng)流(liu)濾波,得電壓U1與基(ji)準源(yuan)U。比較,此時U1>U。,運放輸出Ui為(wei)高電平,七彩燈閃爍。

  本解決方案給出的智能無線充電器方案中,具有如下優點:

  1、從理論來說,無(wu)線充電(dian)(dian)技(ji)術對人(ren)體無(wu)害處,無(wu)線充電(dian)(dian)使(shi)用的共(gong)振(zhen)原(yuan)理是(shi)(shi)(shi)磁場共(gong)振(zhen),只在以同一頻率共(gong)振(zhen)的線圈之間傳輸,而其他裝置無(wu)法接(jie)受(shou)波段,另外,無(wu)線充電(dian)(dian)技(ji)術使(shi)用的磁場本(ben)身就是(shi)(shi)(shi)對人(ren)體無(wu)害的。但無(wu)線充電(dian)(dian)技(ji)術畢竟是(shi)(shi)(shi)新型(xing)的充電(dian)(dian)技(ji)術,很多人(ren)都(dou)會擔憂無(wu)線充電(dian)(dian)技(ji)術會像(xiang)當初Wi-Fi和手機天線桿剛出現(xian)一樣,其實技(ji)術本(ben)身是(shi)(shi)(shi)無(wu)害的。

  2、無線充(chong)(chong)電(dian)(dian)技術利(li)用磁(ci)共振在(zai)充(chong)(chong)電(dian)(dian)器與(yu)設備之間(jian)的電(dian)(dian)場和磁(ci)場中傳輸(shu)電(dian)(dian)能,線圈和電(dian)(dian)容(rong)器則在(zai)充(chong)(chong)電(dian)(dian)器與(yu)設備之間(jian)形成共振。

  3、這一(yi)系(xi)統可以在(zai)未來取得(de)廣泛應用,例如針對電(dian)動汽車的充電(dian)區以及針對電(dian)腦芯片的電(dian)量傳輸。采(cai)用這項技術研制(zhi)的充電(dian)系(xi)統所(suo)需要的充電(dian)時間只有當前的一(yi)百五十分之一(yi)。

  4、轉(zhuan)化率一直(zhi)是很多人擔心的(de)(de)問題,麻省理(li)工學院通過研究表明,無(wu)線(xian)(xian)充(chong)(chong)電技術(shu)(shu)的(de)(de)損耗(hao)比(bi)起有(you)線(xian)(xian)充(chong)(chong)電技術(shu)(shu)來說更低(di)。無(wu)線(xian)(xian)充(chong)(chong)電轉(zhuan)化率比(bi)起有(you)線(xian)(xian)要高(gao)幾個百分(fen)點。高(gao)轉(zhuan)化,也(ye)(ye)是無(wu)線(xian)(xian)充(chong)(chong)電器(qi)得(de)以在(zai)全球進行(xing)應用的(de)(de)關鍵因素。但(dan)無(wu)線(xian)(xian)充(chong)(chong)電技術(shu)(shu)也(ye)(ye)受到距(ju)離的(de)(de)限(xian)制,未來發展,必(bi)然需要解決遠距(ju)離傳送對于波段(duan)和磁(ci)場范圍的(de)(de)準確(que)定位問題。

  5、核心(xin)芯(xin)片是無線充電技(ji)術在(zai)產品應用的難點之(zhi)一。準(zhun)確輻射范圍控制,磁(ci)場頻(pin)率大(da)小,其它控制等都是由芯(xin)片實現。
 


 

  (1)成本低廉

  電路由脈沖產生部(bu)(bu)分(fen)、功率放大部(bu)(bu)分(fen),濾波部(bu)(bu)分(fen)、比較(jiao)部(bu)(bu)分(fen)及(ji)發(fa)射和(he)接收部(bu)(bu)分(fen)組成,每(mei)部(bu)(bu)分(fen)只是幾個小元件組成,制作(zuo)簡單。

  (2)一對多充電(dian)

  一(yi)臺充(chong)電器(qi)可(ke)以對多個負(fu)載充(chong),一(yi)個家庭(ting)購買(mai)一(yi)臺充(chong)電器(qi)就可(ke)以滿足全家人使用,隨著負(fu)載的(de)增加,工作(zuo)效率(lv)也會增加,因此可(ke)以節約(yue)用電同時亦可(ke)減少不必要的(de)開銷。

  (3)方(fang)便(bian)性

  與一般充電器相比,減少了插拔的麻煩(fan),同(tong)時亦避免了接口(kou)不適用,接觸不良(liang)等(deng)現象,老年人也能很方(fang)便地使用。

  (4)智能化

  只要把感(gan)應(ying)(ying)負(fu)載(zai)往充(chong)(chong)電器上面放,就可(ke)以自動感(gan)應(ying)(ying)充(chong)(chong)電,通過(guo)信息反饋,當感(gan)應(ying)(ying)負(fu)載(zai)滿電后(hou),自動斷電,實現充(chong)(chong)電過(guo)程智能化。

  無線充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)將大(da)大(da)改進(jin)我們(men)的(de)生活。無線充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)技術(shu)取得推廣后,人們(men)只需要一個充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)器就可以給所有的(de)設備都進(jin)行(xing)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)。而且,隨著這項技術(shu)的(de)不斷推廣,無線充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)發(fa)射器可以在我們(men)生活、居住、工作的(de)每個地(di)(di)方很(hen)便利(li)地(di)(di)找(zhao)到,甚(shen)至可以在汽車、飛機上、賓館里(li)、辦公地(di)(di)點安(an)置充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)發(fa)射器,這意味著人們(men)不用再隨身(shen)攜(xie)帶任何(he)電(dian)(dian)線,即可隨時隨地(di)(di)為(wei)自己的(de)電(dian)(dian)器進(jin)行(xing)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)。


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