可自动断电的智能无线充电器设计2 充电器, 高电平, 无线, 智能

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关键字：无线充电   电磁感应   功率放大   无线发射  
2.1.4 充电检测模块

当有感应负载时，R20（0.33欧）电阻上的电压会增大，经运放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后，电压变化明显，再经过1N4148整流滤波，得电压U1与基准源Uo比较，此时U1＞Uo，运放输出Ui为高电平，七彩灯闪烁；当感应负载充满电（或没有感应到负载），此时U1＜Uo，运放输出Ui为低电平，绿灯亮。



图4 充电检测模块



2.1.5 智能断电模块

（1）当开关S2断开时，整充电器处于智能充电过程。充电器启动时，继电器K1闭合，同时K2为断开状态。当有感应负载时，七彩灯闪烁，Ui为高电平，此时Q5饱和，电压Uceq为0.67V，低于Q2+Q4的导通电压之和（1.34V），Q2与Q4构成达林顿，同时截止，继器K1吸合；当感应负载充满电（或无感应负载）时，绿灯亮，即Ui为低电平，此时Q3截止，电容C5与R9构成RC充电电路，当电容充电电压到达Q2与Q4的导通电压时，Q2导通，使Q4饱和，此时继电器工作电压只有0.67V，继电器断开，整个电路处于完全断电状态。断电后，继电器K2闭合，此时C5与R13构成RC放电电路，给C5快速放电。当按一下轻触复位开关时，充电器重新启动。当感应负载充满电（或无感应负载）时，电容C5充电，其电压为Ut

由公式Ut=12*（1-e-t/R9C5）得：t=-R9C5ln（1-Ut/12）

其中C5=100UF，R9=1MΩ，Ut=1.34V，

经计算得断电时间：t=10S

实现了10秒自动断电。在绿灯亮的10秒内只要有感应负载，则Ui为高电平，Q3饱和，电容C5放电。整个充电过程实现智能化断电。

（2）当S2闭合时，整个充电电路处于手动断电过程。



图5 智能断电模块



图6 智能无线充电器原理电路图



2.1.6 流程图

具体工作流程如图7所示：



图7 工作流程图　



2.2 系统实现

系统实物图如图8、图9、图10所示。



图8 作品实物图



图9 进行一对多充电



图10 充电过程中（七彩灯亮）



3.主要技术指标

该作品主要技术指标如表1所示:





4.元件清单

本系统所采用的主要元件清单如表2所示：




经统计得：

元器件总价格 $=17.18（元）。

5.作品扩展

通过研究，我们发现无线电磁感应充电的应用领域十分广泛，除了应用于最基本的手机、MP3、MP4、笔记本电脑，数码相机等便携设备充电外，还可以应用在医疗、工业领域中，特别对于那些完全密封式的设备有着更重要的意义；如果把发射线圈装进鼠标垫里面，便可实现鼠标无线供电。其实除了感应充电以外，还可以通过改变脉冲频率实现驱蚊赶鼠等功能。

6.结束语

本设计把目前电子类课程所学的专业知识真正应用到实践中，由于作品架构设计合理，电路功能实现较好，性能优良、稳定，较好地达到了预期设计要求的各项指标。

附：仪器设备清单

函数信号发生器

数字万用表

模拟万用表

失真度测量仪

数字示波器

稳压电源

超高频毫伏表