无线手机充电报告.docVIP

手机无线充电设计报告 2011/11/09 目 录 手机无线充电设计报告 2 目 录 3 1、 无线充电的系统方案比较 4 2、 理论分析与计算 4 3、 电路与程序设计 6 4、 测试结果与测试方案 11 5、 设计总结 13 手机无线充电设计报告 一、无线充电的系统方案 经过我们小组内部的一系列协商，讨论与设计后，我们得出两套关于手机无线充电的可行性系统方案的，首先这两个方案都能实现大赛所要求的三个充电模块的基本功能，但是里面具体的电路设计却各有特色，下面是我们关于这两个方案的详细描述： 方案1：电子与机械原理相结合的系统方案 主要由两个模块来组成，一个是电池与手机接收模块，另一个是由单片机控制下的手机发射模块（底座）。而实现这两个模块间连接的就是我们放置在这两个模块里面的发射与接收电磁波信息的线圈装置和红外线发射与接收的装置，当接收器接收到红外线时，单片机控制底座接通电源发射电磁波，而电池接收到电磁波产生电流给电池充电。而在充电过程中为了实现三种充电方式，我们巧妙地将机械原理和手机构造相结合，合理运用了两个六脚非自锁开关，在使用者从手机中取出或者安装电池，插上或者拔掉直冲的时候就能够自动切换这三条电路，从而实现三种充电方式。 方案2：全自动电子控制系统方案 方案二的设计和方案一的设计差不多，差别就在于利用光耦和继电器的电器特性切换三种工作模式，减少机械设计部分，单纯依靠元件的电气特性控制整个系统的工作运行。 方案选择： 经过我们小组的讨论，我们认为在都能够实现大赛要求功能的情况下，方案一却能够减少成本，节约设备空间，简便现实，而方案二占用空间大，电路复杂，成本过高，因此我们决定选择方案一作为我们的参赛方案。 二、理论分析与计算。 无线充电的原理设计，电压电流控制，还有各个充电模式的切换。 无线充电技术主要是运用电磁感应原理，类似于变压器发射有一个线圈，接收有一个线圈，在线圈上并联上一个电容，使两个线圈的谐振频率相同，发送端有振荡器，放大电路，以及末级开关电路，将高频的脉冲电加到发射圈上，当接收线圈靠近时。就会产生感应电流。然后让整流滤波电路送到电池充电。我们大概的整体电路框图如下： → → → → → 包括三部分→ → 下面我们来详细介绍各个模块： ⑴变压模块：我们小组是采用变压器来让110V~220V的电压变压成 12V，和大概有1000毫安的电源供给无线供电模块的。 ⑵无线供电模块：无线供电模块模块可以在5～12V的直流宽电压下工作，内主要包括1、振动源 2、功放电路 3、单片机控制的红外接收端。 ⑶发射线圈。发射线圈用漆包线在直径40mm的圆上绕20圈，它的电感量约为25～30uH，电感量小时接收输出电流大，电感量大时接收输出电流稍小。 ⑷接收线圈类似发射线圈。 ⑸开关稳压电路：这部分主要包括1. 整流器;2. 滤波与稳压器;3. 直流电源输 出。这部分模块出来供给电池的直流电我们是稳定在5V，500MA的电流电压。 ⑹手机电池模块。主要是三个部分： ①非自锁开关电路。我们主要是运用了两个六脚非自锁开关来改造手机与电池，从而达到 能自动切换三种充电电路。 ②红外发射端。另外我们也在这设置了用来识别电池或者手机是否放在基座上的红外发射端。 ③充电电路。我们在电池端设计了以CN3063A芯片运用为主的电路，功能主要有： 1、可以对单节锂电池进行恒流/恒压/恒温充电 2、具有温度检测功能，可以根据需要，设置外围电路参数设置上下限温度警报。若检测温度过高或者过低，充电暂停。若检测温度处于设定的范围内，充电将继续。 3、当电池充满电，自动进入低功耗的睡眠模式，不再对电池充电。 若电压再低于设定 电压，还可以进入再充电模式。若输入电压不足，充电将断开。 4、芯片可以检测电池电压，根据电池电压大小，选择不同的三种充电模式。更加利于保护电池。 具体如下图： 5、指示灯状态 红灯常亮，绿灯灭 正在充电 红灯灭，绿灯常亮 充电结束 红灯闪烁，绿灯常亮 电池没接好 红色和绿灯都灭 输入电压不够或电池温度异常 我组根据实际情况设计下图电路图。电源输入端需要一个旁路电容，一般情况下，22UF已经足够。为保证稳定性，需要从电池端（5引脚）到地连接一个电容为4.7UF的电容。在恒流情况下，充电电流公式为:I=1800V/R