許xu多duo電dian子zi類lei雜za誌zhi和he論lun壇tan上shang都dou有you關guan於yu製zhi作zuo無wu線xian供gong電dian電dian路lu的de介jie紹shao，這zhe些xie電dian路lu雖sui各ge有you千qian秋qiu，但dan都dou有you一yi個ge共gong同tong的de不bu足zu之zhi處chu，一yi是shi傳chuan輸shu效xiao率lv不bu太tai理li想xiang、二是不論有無接收器在工作
，發射部分都一如既往地向外源源不斷地發射能量，這是不能令人滿意的。

本文所設計的這個無線供電裝置，除了傳輸效率比較高
，它還有一個顯著的特點：nengzidongjianceyouwujieshoubufengongzuo，zhiyoujiancedaoqueyoujieshouqizaigongzuo，tacaihuilianxufushewuxiandianneng，fouzejiushizhongzhigongzuozaidinenghaodejiancezhuangtai。qigongzuofangkuangturutu1所示： 發射部分采用CMOS電路與場效應管的組合，這種組合不僅效率高，而且控製也簡單易行。發射線圈采用李茲線和蛛網式繞法

，以取得較高的變換效率。電路見圖2a： [page]
智能無線供電台燈工作原理

1.發射部分

振蕩源由1/4個CD4011和遙控器用的晶體組成晶振電路
，實測振蕩頻率為560kHz，這個頻率對收音機的中波段有兩處幹擾：560kHz和1120kHz。因手邊沒有更合適的晶體選擇
，也隻好將就了。

4011是一個2輸入端與非門，所以電路能否工作還取決於另一個輸入端的電位
，此輸入端的電位由IC2(555電路)的狀態決定，IC2輸出占空比約等於1/10的方波，所以使高頻振蕩電路的工作與間歇時間比也等於1/10。

4011的另3個與非門並聯起來作為推動級，把振蕩與輸出級隔離開。為了能在小功率的推動下也能輸出足夠大的高頻功率
，輸出級選用場效應管IRF634，場效應管是一種電壓控製器件

，原則上不消耗激勵功率

，但它的極間輸入、輸出電容很大
，有幾百pF，如果直接接到4011的輸出端
，會因為CMOS門電路的輸出電流很小而使波形的上升時間和下降時間變大

，而導致效率下降。所以我還在CMOS門(men)電(dian)路(lu)的(de)後(hou)麵(mian)加(jia)了(le)一(yi)對(dui)互(hu)補(bu)的(de)三(san)極(ji)管(guan)，此(ci)互(hu)補(bu)管(guan)接(jie)成(cheng)射(she)極(ji)輸(shu)出(chu)，具(ju)有(you)極(ji)小(xiao)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)阻(zu)，可(ke)以(yi)使(shi)方(fang)波(bo)的(de)上(shang)升(sheng)和(he)下(xia)降(jiang)時(shi)間(jian)大(da)大(da)減(jian)小(xiao)。實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)，加(jia)上(shang)了(le)這(zhe)級(ji)電(dian)路(lu)後(hou)效(xiao)率(lv)有(you)了(le)明(ming)顯(xian)提(ti)高(gao)。而(er)且(qie)
，使(shi)空(kong)載(zai)和(he)有(you)負(fu)載(zai)時(shi)的(de)電(dian)流(liu)有(you)顯(xian)著(zhu)的(de)區(qu)別(bie)

，這(zhe)就(jiu)為(wei)無(wu)線(xian)供(gong)電(dian)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)提(ti)供(gong)了(le)簡(jian)單(dan)可(ke)靠(kao)的(de)檢(jian)測(ce)依(yi)據(ju)。

在沒有負載時
，也就是說，無線供電的接收部分沒有靠近發射線圈時，VT3的源極電流很小，R6上的電壓降還不足以使VT4導通，所以IC3的第2腳上沒有觸發脈衝，第3腳上也沒有高電平輸出；一旦接收部分靠近了發射線圈，從發射級接收了足夠的能量，於是使得VT3的源極電流增加，R6上也產生了足夠大的電壓，能夠推動VT4導通，在VT4的集電極產生了幅度足夠的負脈衝，驅動IC3使之輸出高電平。此高電平通過VD2再送到晶振的控製端，使其工作在連續振蕩狀態
，這樣就完成了負載檢測的任務。

我wo們men說shuo這zhe個ge電dian路lu是shi智zhi能neng無wu線xian供gong電dian電dian路lu，其qi原yuan因yin就jiu是shi它ta能neng自zi動dong檢jian測ce有you無wu負fu載zai。沒mei有you負fu載zai時shi它ta工gong作zuo在zai間jian歇xie狀zhuang態tai以yi節jie約yue電dian能neng，一yi旦dan檢jian測ce到dao負fu載zai就jiu工gong作zuo在zai連lian續xu狀zhuang態tai
，使shi其qi正zheng常chang工gong作zuo。
圖2中，Rp作為檢測靈敏度調節；LED為工作狀態指示(紅燈間歇閃亮為檢測狀態，綠燈亮為連續工作狀態)；SA為維修開關，合上後
，紅燈連續亮，輸出級連續工作
，適於維修或弱負載時工作。

2.接收部分

實(shi)際(ji)上(shang)任(ren)何(he)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)接(jie)收(shou)線(xian)圈(quan)的(de)裝(zhuang)置(zhi)都(dou)可(ke)成(cheng)為(wei)接(jie)收(shou)電(dian)路(lu)，這(zhe)裏(li)隻(zhi)是(shi)給(gei)出(chu)其(qi)中(zhong)一(yi)例(li)
，它(ta)可(ke)以(yi)實(shi)測(ce)接(jie)收(shou)部(bu)分(fen)的(de)功(gong)率(lv)，也(ye)可(ke)以(yi)調(tiao)整(zheng)撤(che)回(hui)路(lu)的(de)諧(xie)振(zhen)狀(zhuang)態(tai)
，使(shi)之(zhi)靈(ling)敏(min)度(du)最(zui)高(gao)。電(dian)路(lu)很(hen)簡(jian)單(dan)，就(jiu)不(bu)再(zai)贅(zhui)述(shu)原(yuan)理(li)了(le)。電(dian)路(lu)見(jian)圖(tu)2b：
如果不測試接收距離和檢測係統的轉換效率
，也可不裝圖2b的電路。
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3.零件選擇

無線供電的效率與發射級的工作狀態有關，同時也與作為發射電磁能量的線圈的質量也有非常密切的關係，所以發射線圈L1我采用36×Φ0.1mm的李茲線，繞在用光盤作骨架的蛛網板上。見下圖：

線圈的骨架用光盤製作，為了避免渦流損失，光盤上的金屬鍍層應當去掉。骨架的內徑為66mm
，用36股Φ0.1的漆包線繞11匝。圖2b中的接收線圈也繞成蛛網式，用24股Φ0.1的多股漆包線繞8匝。

高頻輸出級用大功率場效應管
，如IRF係列的634、630均可

，或其它耐壓200V，電流5A，最大損耗功率大於20W以上的VMOS管。使用時需加上麵積足夠大的散熱器。

諧振電容C4要求用絛綸電容，耐壓200V以上；C11
、C12、C13、C14要求耐壓35V以上。定時電容C5、C10要求容量準確，漏電較小
，最好用鉭電容，如果沒有鉭電容則應采用耐壓25V以上的鋁電解。C7、C8、C11、C12要緊靠IC4焊接。

其他元件沒有什麼特殊要求。

4.調試與安裝

先調發射部分。輸入24V的直流電源，當調試開關處在斷開狀態時，LED的紅燈會以大約1秒的周期閃亮，這說明IC2工作正常。合上圖2a中的調試開關SA
，使振蕩部分連續工作，這時紅燈將一直點亮。檢查各點的直流工作點是否正常，這時整機電流約50mA
，其中VT3的漏極電流約20mA左右。如果24V和9V兩點的電壓正常
，可用示波器檢查各關鍵點的波形。

當各點波形基本正常後，用一個2200pF的絛綸電容(耐壓250V)和一個1000pF的可變(可用多連可變並聯而成)，仔zai細xi調tiao整zheng可ke變bian使shi整zheng機ji電dian流liu最zui小xiao。量liang出chu並bing聯lian的de總zong電dian容rong，將jiang一yi個ge或huo數shu個ge並bing聯lian的de固gu定ding的de等deng效xiao電dian容rong替ti換huan原yuan來lai的de固gu定ding和he可ke變bian電dian容rong
，並bing在zai線xian路lu板ban上shang焊han好hao。

斷開維修開關SA使振蕩器工作於間歇狀態；旋轉Rp到最大使LED綠燈亮
，逐漸將Rp減小，使得LED的綠燈熄滅，紅燈剛好閃亮。這時整機電流在10~20mA間擺動。

將接收部分靠近發射線圈
，斷開接收部分的負載開關SA
，則接收器上的指示燈LED會和發射部分的LED同步閃亮。同樣，用一個0.01μFzuoyoudegudingdianrongjiedaoxiezhenxianquandeliangduan
，zhubulakaifashexianquanhejieshouxianquandejuli
，tongshishidangzengjianxiezhendianrongdedaxiaoshizhishidengzuiliang。tiaozhenghaohou，jiangdianronggudingxialai，zaixianlubanshanghanhao。ruguoyongshiboqiguanchaxiezhenhuiludeboxing，yinggaikeyikandaoyufashexianquanpinlvxiangtongdezhengxianbo。

合上負載開關SA(圖2b)，將接收線圈置於發射線圈正上方的5~10mm處，這時發射部分的雙色LEDdelvdenghuizidongdianliang，shuomingfashebufenjijiancedaofuzai
，binggongzuozailianxuzhuangtai。ruguozaiciyiqujieshouxianquan
，lvdengsuijizidongximie，hongdengzaicishandong，shuomingzhinengbufendejiancegongnengzhengchang。ruguojiancegongnengbuzhengchang，yingzaixitiaozhengRp。

當電路檢測到負載時，發射部分的總電流約200~300mA，視負載輕重而變。
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5
、無線供電台燈

電路和圖2b基本相同，隻是將作為假負載的50Ω電阻換成了4隻串聯的大功率LED。接收線圈用Φ1.2mm或更粗的漆包線做成圓盤狀的線圈，其內徑為67mm繞8匝，兩端各留25cm的引出線
，將來就作為小台燈的支架。

找一個光盤，去掉金屬鍍層
，在適當地方鑽兩個小孔，將繞好的線圈引線穿過光盤上的小孔，並將線圈粘合在光盤上。

將4個1W的LED裝在自製的散熱器上。

另找一個直徑80mm的小光盤(不必去膜)和一個大小適當的塑料瓶蓋
，作為製作台燈的燈罩的原材料。

製作過程見下麵係列圖片。

發射板元件麵。
發射板背麵。 [page]
裝發射部分的塑料盒。
發射板裝在右邊。
發射線圈裝在左邊。
測柵極電壓波形。 [page]
測漏極電壓波形。
測源極電壓波形。 [page]
做燈罩用的材料。
將4個LED串聯後裝在散熱板上。
做好後的燈頭正麵。
燈頭背麵。 [page]
台燈正麵。
台燈側麵。
台燈背麵。
台燈的底座。

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底座下麵是接收線圈。


把台燈放在發射線圈上方，很亮哦，此時整機電流升到200mA左右，盒子裏麵的綠色指示燈也亮了。
DIY智能無線供電台燈小結

1.congchangxiaoyingguangedianboxinglaikan
，shuchujidegongzuozhuangtaibingbushifenlixiang，youqishiyuanjidianyaboxingcunzaigaocixiebo，zheyangxianranhuishidianludezhuanhuanxiaolvjiangdi。jiuqiyuanyin
，yinggaishiyinweizhajiqudongdianyadeboxingguokuansuozhi。ruguoshizhajiboxinggaiweigengzhaixiedemaichong，shichangxiaoyingguandedaotongjiaogengxiaoxie，gujixiaolvhuidedaotigao。

2.因製作時間比較倉促，從24V變9V直接采用了7809模擬穩壓電路，其效率顯然是十分低下的，如果改用開關穩壓電源，則可大幅提高驅動部分的效率，使電路在間歇工作狀態時更省電。

3.本裝置是模擬桌麵無線供電係統而設計的，所以發射線圈和接收之間的距離大於12mm
，這樣也使轉換效率有明顯下降，因為兩線圈距離越大，效率必然越低。

4.無線台燈隻是無線供電的一種應用
，接收部分也可以用於無線充電、水下LED燈或旋轉LED圖形顯示等領域。

5.因為現成的無線供電模塊VOX330不容易買到，所以電源采用了24V直流。如果手邊有高壓無線供電模塊，直接采用220V交流電將會更具實用性。

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