多种无线充电模块电子电路设计组合

TOP1 采用MSP430F2274超低功耗单片机作为无线传能充电器

　　采用MSP430F2274超低功耗单片机作为无线传能充电器的监测控制核心，通过开关选择充电的速度，实现快速充电和常态充电功能，电能充满后给出充满提示且自动停止充电。无线充电系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或用24V直流电端直接为系统供电。当接收线圈与发射线圈靠近时，在接收线圈中产生感生电压，当接收线圈回路的谐振频率与发射频率相同时产生谐振，电压达最大值，具有最好的能量传输效果。通过2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。交直流输入采用单刀双闸继电器，交流上电常开闭合，常闭打开实现交流优先，交流断电继电器断电， 常闭闭合，实现自动切换。在切换时，时间很短，C1可提供一定时间的电量，可以实现不断电切换，不影响充电。

　　

　　发射电路：由振荡信号发生器和谐振功率放大器两部分组成。采用NE555构成振荡频率约为510KHZ信号发生器，为功放电路提供激励信号；谐振功率放大器由LC并联谐振回路和开关管IRF840构成。振荡线圈按要求用直径为0．80mm的漆包线密绕20圈，直径约为6．5cm，实测电感值约为 142uH，当谐振在510KHZ时，与其并联的电容C5、C6约为680p，可用470pF的固定，电容并联一个200PF的可调电容，可方便调节谐振频率。 大功率管TRF840最大电流为8A、完全开启时内阻为0．85欧，管子发热量大，所以需要加装散热片。当功率放大器的选频回路的谐振频率与激励信号频率相同时，功率放大器发生谐振，此时线圈中的电压和电流达最大值，从而产生最大的交变电磁场。当接收线圈与发射线圈靠近时，在接收线圈中产生感生电压，当接收线圈回路的谐振频率与发射频率相同时产生谐振，电压达最大值。实际上，发射线圈回路与接收线圈回路均处于谐振状态时，具有最好的能量传输效果。

　　振荡信号发生器：

　　

　　谐振功率放大器：

　　

　　接收电路：电能经过线圈接收后，高频交流电压经快速二极1N4148进行全波整流，3300F的电容滤波， 再用5．1V稳压二极管稳压，输出直流电为充电器提供较为稳定的工作电压。因为Uc（t）= 1 C ∫i（t）dt， 为了准确控制充电时间，我们在设计中采用恒流充电的方法，可以保证充电电流大致为一常数I，上述电容电压与时间的关系可表示为：Uc（t）= I C t。根据题设要求，充电时间应满足快充小于30S， 慢充控制在120±20S，计算出快充、慢充所需电流大小快I1、慢I2分别为：I1=22000μF&TImes;3V/30S≈2．2mAI2=22000μF&TImes;3V/120S≈0．55mA ，二极管D1、D2的导通电压基本不变，故可作为电压基准，约为1．4V。各电压关系为：UR+UEB=UD1+UD2≈1．4V