yinbutongdeleixingdianzichanpinxuyaoshiyongbutongdechongdianqi，chongdianshihaiyaoxunzhaoheshidechakouhelishunjiexian，bizheliyongdianciganyingyuanli，shejilezhinengwuxianchongdianqi。gaiwuxianchongdianqijuyouzidongganyingchongdianhechongmandianhouzhinengduandiangongneng，bujinshiyongyugezhongbutongchongdiandianyaherongliangdedianzichanpin
，erqienenggouduiduotaibutongdedianzichanpintongshijinxingchongdian。

 

 

1.1 當前充電模式情況 

 

在電子科技技術高速發展的今天，全球範圍內的手機用戶數量已經達到了33億
，再加上MP3、MP4等其他周邊電子產品，平均不到2renjiuyongyouyigexuyaochongdiandebianxieshidianzichanpin。muqianpubianshiyongdedoushishujuxianchajieshichongdian

，zhezhongchongdianfangshishujuxianjiekouyongjiuletongchanghuiyouchubuliangdengxianxiang，erqiedangechongdianqishiyingmianbuguang，yinbutongdeleixingdianzichanpinxuyaoshiyongbutongdechongdianqi
，chongdianshihaiyaoxunzhaoheshidechakouhelishunjiexian，zhenkeweifeishifeili
；各種便攜式電子產品的充電是一件令人頭痛的麻煩事。為了改良上麵的現象，研發智能無線充電器是很有必要的。 

 

1.2 作品簡介及優點 

 

智能無線充電器利用電磁感應原理，是非接觸充電係統
，不再通過導線（充電線）傳(chuan)輸(shu)電(dian)能(neng)，而(er)是(shi)無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)方(fang)式(shi)充(chong)電(dian)。沒(mei)有(you)充(chong)電(dian)所(suo)用(yong)的(de)物(wu)理(li)接(jie)口(kou)，與(yu)一(yi)般(ban)充(chong)電(dian)器(qi)相(xiang)比(bi)
，避(bi)免(mian)了(le)插(cha)線(xian)或(huo)拔(ba)電(dian)池(chi)的(de)麻(ma)煩(fan)，具(ju)有(you)一(yi)般(ban)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)；作品采用一（充電器）對多（感應負載）充電

、智能充電的設計思想；無線充電器對負載充電時，指示燈將由綠燈轉換為七彩燈，手機也正確顯示充電狀態並智能完成充過程（實驗產品為手機）。本充電器可以同時對多個負載充電，可以自動感應是否有負載充電，達到自動充電
，充滿電後10秒自動斷電，達到智能化
；從而大大方便了用戶。智能無線充電器使用十分方便

、一個充電器就可以滿足一個家庭的需要，具有較高的推廣應用價值、成本低廉（與一般充電器價格相差不多）等優點，現在世界上許多大公司（如Sony，Intel，apple，飛利普等）也正在火熱研究中；智能無線充電必將是取代物理直插的發展方向，將肯定受到人們的歡迎和重視。 

 

基於以上思路，充分運用所學電子技術知識
，經過老師悉心指導。設計、製作智能無線充電器



，它具有如下優點： 

 

（1）成本低廉 電路由脈衝產生部分
、功率放大部分，濾波部分、比較部分及發射和接收部分組成，每部分隻是幾個小元件組成
，製作簡單。 

 

（2）一對多充電 一yi台tai充chong電dian器qi可ke以yi對dui多duo個ge負fu載zai充chong，一yi個ge家jia庭ting購gou買mai一yi台tai充chong電dian器qi就jiu可ke以yi滿man足zu全quan家jia人ren使shi用yong，隨sui著zhe負fu載zai的de增zeng加jia，工gong作zuo效xiao率lv也ye會hui增zeng高gao，因yin此ci可ke以yi節jie約yue用yong電dian同tong時shi亦yi可ke減jian少shao不bu必bi要yao的de開kai銷xiao。 

 

（3）方便性 與一般充電器相比
，減少了插拔的麻煩，同時亦避免了接口不適用
，接觸不良等現象，老年人也能很方便地使用。 

 

（4）智能化 隻要把感應負載往充電器上麵放
，就可以自動感應充電，通過信息反饋，當感應負載滿電後
，自動斷電，實現充電過程智能化。 

 

 

2.1 係統模塊 

 

無線充電器利用電磁感應原理。通過NE555D芯片產生一個36.7K的脈衝頻率（因為經過調試在36.7K頻率時，效率達到最高），IRFP460功率放大，使發射線圈產生磁場，當接收線圈靠近時，產生感應電流，經過全波整流和穩壓，得到負載 （手機）所需要的充電電壓和電流。發射線圈的電流會隨著感應負載的增加而增大，通過運放把0.33歐的負載電壓23倍放大，再經過1N4148整流濾波得到電壓U1與基準源Uo比較。充電時，U1大於Uo七彩燈閃亮，表示正在充電；空負載或充滿電時，U1小於Uo，綠燈亮，若10秒鍾後沒有感應負載，自動斷電；按一下複位鍵則充電器重新啟動。 具體電路分析如下： 

 

2.1.1 NE555D脈衝發生器模塊 如圖1，根據 T =（R1+Rp）C1，f = 1/T
，調節Rp使NE555D輸出一個36.7KHZ的脈衝頻率。

 

 

圖1：NE555D脈衝發生器模塊

 

2.1.2 功率放大及無線發射模塊 

 

主要把NE555D產生的一個36.7KHZ的脈衝功率放大，經發射線圈發射出去。當脈衝為高電平時
，Q12柵極為高電平，Q12導通，此時Q8飽和
，Uceq電壓隻有0.67V，經D10-4148後Q1柵極電壓為0，Q1截止。當脈衝為低電平時，Q8、Q12同時截止
，電流直接由R16 D10 Q1，Q1導通。整個過程中Q1與Q12均以一開一關的形式工作。電路如圖2：

 

圖2： 功率放大及無線發射模塊

 

2.1.3 感應線圈模塊 

 

如圖3，dangganyingxianquankaojinfashexianquanshi，jiuhuichanshengganyingdianliu

，jingguoquanbozhengliuhou，genjubutongdedianzichanpindechongdiandianya
，kexuanzebutongdewenyaerjiguanwenya，zaijingsanjiguanQ100放大電流後供給不同電子產品充電。

 

 

圖3：感應線圈模塊

 

2.1.4 充電檢測模塊 

 

當有感應負載時，R20（0.33歐）電阻上的電壓會增大，經運放U2A放大A=1+R5/R6=23倍後
，電壓變化明顯，再經過1N4148整流濾波，得電壓U1與基準源Uo比較，此時U1＞Uo，運放輸出Ui為高電平，七彩燈閃爍；當感應負載充滿電（或沒有感應到負載），此時U1＜Uo，運放輸出Ui為低電平，綠燈亮。

 

 

圖4：充電檢測模塊

 

2.1.5 智能斷電模塊 

 

（1）當開關S2斷開時，整充電器處於智能充電過程。充電器啟動時，繼電器K1閉合，同時K2為斷開狀態。當有感應負載時，七彩燈閃爍
，Ui為高電平，此時Q5飽和
，電壓Uceq為0.67V，低於Q2+Q4的導通電壓之和（1.34V），Q2與Q4構成達林頓，同時截止

，繼器K1吸合
；當感應負載充滿電（或無感應負載）時，綠燈亮，即Ui為低電平

，此時Q3截止，電容C5與R9構成RC充電電路
，當電容充電電壓到達Q2與Q4的導通電壓時，Q2導通
，使Q4飽和
，此時繼電器工作電壓隻有0.67V，繼電器斷開，整個電路處於完全斷電狀態。

 

斷電後，繼電器K2閉合
，此時C5與R13構成RC放電電路，給C5快速放電。當按一下輕觸複位開關時，充電器重新啟動。當感應負載充滿電（或無感應負載）時
，電容C5充電

，其電壓為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， 經計算得斷電時間：t=10S 實現了10秒自動斷電。在綠燈亮的10秒內隻要有感應負載，則Ui為高電平
，Q3飽和
，電容C5放電。整個充電過程實現智能化斷電。 

 

（2）當S2閉合時，整個充電電路處於手動斷電過程。

 

 

圖5：智能斷電模塊
 

 

圖6：智能無線充電器原理電路圖

 

2.1.6 流程圖 

 

具體工作流程如圖7所示：

 

 

圖7：工作流程圖　

 

2.2 係統實現 

 

係統實物圖如圖8
、圖9


、圖10所示。

 

 

圖8：作品實物圖 

 

3.主要技術指標 

 

表1：該作品主要技術指標

 

 

表2：本係統所采用的主要元件清單

 

經統計得： 元器件總價格=17.18（元）。 

 

5.作品擴展 

 

通過研究，我們發現無線電磁感應充電的應用領域十分廣泛，除了應用於最基本的手機、MP3
、MP4、筆記本電腦，數碼相機等便攜設備充電外
，還可以應用在醫療
、工業領域中，特別對於那些完全密封式的設備有著更重要的意義
；如果把發射線圈裝進鼠標墊裏麵，便可實現鼠標無線供電。其實除了感應充電以外
，還可以通過改變脈衝頻率實現驅蚊趕鼠等功能。 

 

6.結束語 

 

本設計把目前電子類課程所學的專業知識真正應用到實踐中

，由於作品架構設計合理
，電路功能實現較好，性能優良、穩定，較好地達到了預期設計要求的各項指標。