无线充电系统的设计.doc

国家电工电子实验教学中心 电子系统课程设计 设 计 报 告 设计题目： 无线充电系统的设计 学 院： 电子信息工程学院 专 业： 自动化（铁道信号） 学生姓名： 学 号： 任课教师： 佟 毅 2015 年 4 月 23 日 目 录 1 设计任务要求 1 1.1 设计任务 1 1.2 任务要求 1 1.3 任务说明 3 2 设计方案及论证 3 2.1 任务分析 3 2.2 方案比较 5 2.2.1 第一种方案 5 2.2.2 第二种方案 6 2.2.3 第三种方案 7 2.3 系统结构设计 8 2.4 具体电路设计 9 2.4.1 方波振荡发生器： 9 2.4.2 推挽式放大器 10 2.4.3 桥式整流 11 2.4.4 稳压恒流 11 2.4.5 基准电压 13 2.4.6 元件清单 10 3 制作及调试过程 15 3.1 制作与调试流程 15 3.1.1 电路制作 15 3.1.1 电路调试 15 3.2 遇到的问题与解决方法 16 4 系统测试 16 4.1 测试方法 16 4.2 测试数据 20 4.3 数据分析和结论 20 5 系统使用说明 20 5.1 系统外观及接口说明 20 5.2 系统操作使用说明 21 6 总结 21 6.1 本人所做工作 22 6.2 收获与体会 22 6.3 对本课程的意见与建议 22 7 参考文献 22 1 设计任务要求 1.1 设计任务 （1）制作一个输入直流电压 12V，输出为 3.6V 手机电池充电（充满电压为 4.2V）的无线充电系统。 （2）发射器与接收器之间采用电感线圈耦合方式进行无线能量传输。 （3）发射器采用 12V 直流单电源供电，接收器供电只能来自耦合线圈。 （4）接收器考虑给手机电池充电，输出电压变换范围 0~4.2V，500mA 恒流充电。充电特性如下 100 200 300 400 500 600 恒流值I o / mA 1.2 任务要求 1. 基本部分（50 分） （1）接收器工作指示（20 分） 要求：接受器接收到能量后用发光二极管指示。 测试方法：发射器采用 12V 直流供电。接收线圈靠近发射线圈时（距离和角度不限），观察接收器工作指示灯是否点亮。 （2）接收器恒压功能（20 分） 要求：当接收器不接负载时输出电压为 4.2V±0.1V。 测试方法：发射器采用 12V 直流供电。在接收器不接任何负载条件下，当接收线圈靠近发射线圈并固定不动时（距离和角度不限），测量接收器输出电压是否为 4.2V±0.1V。轻微移动接收线圈时，测量该电压应保持在 4.2V±0.1V 范围内。 （3）接收器恒流功能（10 分） 要求：接收器带载条件下，当输出电压在 0~4VDC 变化时输出电流稳定在 10mA 或大于10mA（当满足发挥部分时，可直接得分），要求恒流误差小于 5mA（两线圈距离和角度不限）。 测试方法：发射器采用 12V 直流供电。当接收线圈靠近发射器线圈时（距离和角度不限），测量恒流值是否大于 10mA 及是否满足恒流误差要求。 备注：恒流测量时可用 5.5V/1F 的电容模拟电池。 2. 发挥部分（50 分） （1）充电指示（20 分） 要求：当接收器给负载充电时，充电指示灯亮；充满后，充满指示灯亮。 测试方法：发射器采用 12V 直流供电。当接收器线圈靠近发射器线圈时（距离和角度不限），测量恒流充电阶段充电指示灯是否点亮；测量当恒流充电电流减小后充满指示灯是否点亮。 （2）扩大充电电流（30 分） 要求：尽可能提高恒流充电电流。 测试方法：当接收器线圈靠近发射器线圈时（距离和角度不限），测量所能达到的最大恒流指标，要求恒流误差小于 5mA，充满后输出电压为 4.1~4.2VDC（按下图计算得分） 100 200 300 400 500 恒流值I o / mA 恒流值大于 500mA 的加 10 分。 1.3 任务说明 （1）耦合线圈直径取 10cm，20 匝。 （2）用法拉电容模拟电池，根据恒流能力选择合适的法拉电容，恒流时间 10 秒以上，便于测量，并需要配适当的放电电阻，便于放电。也可用固定电阻和可调电阻模拟电池。 2 设计方案及论证 2.1 任务分析 发射器 接收器 发射器采用 12V 直流供电。在接收器不接任何负载条件下，当接收器不接负载时输出