小功率无线充电器设计

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三 江 学 院

本科生毕业设计（论文）

题 目 小功率无线充电器设计

电气与自动化工程学院（系）电气工程及其自动化专业

学生姓名 学号

指导教师 职称

%

指导教师工作单位 电气与自动化工程学院

起讫日期

摘 要

无线充电器是指采用电磁感应原理来充电的器材，原理很像变压器。这个系统有两个端口，一个是发射端，一个是接受端，发射端和接受端都是由线圈构成，发射端线圈和电路相连可以发射电磁波，接收端接收电磁波后连接到内部电路产生直流电压。因为这种技术还没有完全成熟很多厂商都在研究这个技术，他们对这种技术都有自己的叫法，例如无线充电、感应电力、不接触充电、无接点充电都是指这种的技术，供电与受电端交互作用就是电磁感应，所以无线充电技术是广义的词没有绝对的参数设定。无线充电技术有很多好处，例如非常方便，通用，安全，很多电气设备都可以使用一种充电基站，相信在将来，所有的设备都会用无线充电。这给人们带来的意义和影响非常重大。这篇文章讲解一种以电磁感应原理为基础在运用一些无线充电控制芯片实现电能传输的无线充电器装置。对电磁感应原理，系统电路和控制芯片进行了重要分析。

关键词：电磁感应；无线充电技术；无线充电控制芯片

ABSTRACT

Wireless charger is the principle of electromagnetic induction to

charge the equipment, principles like transformers. This system has two

ports, one transmitter and one receiving end , the transmitting end and

the receiving end is constituted by a coil , the transmitter coil and the

circuit connected to the electromagnetic wave can be transmitted , the

receiving side receives an electromagnetic wave generating circuit

connected to a DC voltage to the internal . Because this technology is not

yet fully mature , many manufacturers are looking at this technology, they

have their own name for this technology , such as wireless charging ,

inductive electricity, do not touch the charge , non-contact charging all

refer to this technology, interaction with the receiving end power is

electromagnetic induction , the wireless charging technology is a broad

term there is no absolute parameters. Wireless charging technology has many

advantages , such as very convenient , universal , safe, many electrical

devices can use a rechargeable base , I believe that in the future, all

devices will use wireless charging . This gave rise to a very substantial

significance and impact . This article explains a kind of electromagnetic

induction principle is based on the use of some wireless charging control

chip wireless power transmission device charger . On the principle of

electromagnetic induction , circuits and control systems important chip

analysis .

Key words: Electromagnetic induction principle; Wireless charging

technology;

Wireless charging control chip；

目 录

第一章 绪论 ...................................................... 1

无线充电技术的概论 ............................................... 1

电磁感应技术 ................................................. 1

电磁共振技术 ................................................. 1

无线电波技术 ................................................. 1

无线充电研究现状 ................................................. 2

无线充电研究的意义 ............................................... 3

第二章 电磁感应原理 ............................................. 4

电磁感应发现 ..................................................... 4

电磁感应基本概念 ................................................. 5

磁通量 ....................................................... 5

电磁感应现象 ................................................. 5

能量的转化 ................................................... 6

感应电动势 ................................................... 6

计算公式 ......................................................... 6

电磁感应意义 ..................................................... 6

第三章 电路设计 .................................................. 8

结构设计 ......................................................... 8

具体电路设计 ..................................................... 9

无线充电器主电路设计 ......................................... 9

控制芯片的简介 .............................................. 10

无线充电器分电路设计 ........................................ 12

第四章 测试结果与分析 .......................................... 16

结果分析 ........................................................ 16

结束语 ............................................................ 19

致 谢 ............................................................ 20

参考文献 .......................................................... 21

第一章 绪论

无线充电技术的概论

用无线电来传输电能的技术即所谓的无线电源技术。因为要能够满足对电能质量的需求，所以要求传输的效率高、功率大；并且能够研究应用它的领域非常广泛，如因它相差很大的传输功率，从大的磁悬浮列车上的几兆瓦功率到机器人、电动汽车的上千瓦功率到小型器材的几十瓦功率再到用于生物技术的几十毫瓦。目前拥有三种比较成熟的技术，无线电波技术、电磁感应技术、电磁共振技术。

1.1.1电磁感应技术

这种技术类似电力系统中经常用的变压器原理。将交变电流接入变压器的原边，根据电磁感应原理副边就会产生出现相对应的感应电动势，此时若副边电路连通，便能产生感应电流，利用麦克斯韦电磁理论可求得它的大小，方向可以用楞次定律知道。所以发射端的线圈就相当于变压器的原边，接收端的线圈就是变压器的副边，这样的话就可以完成电的无线传输。制作成本较之十分低、结构简单、技术牢靠、大功率传输是这种传输方式的优点；但是这种方式传输距离特别短，充电器要远离其他金属物品，不然可能向其他金属物品充电可能导致其发热发生火灾。

1.1.2电磁共振技术

电磁共振耦合原理是无线充电的技术基础，需要以感应线圈做成的发射和接收的两个共振线圈系统。通过改变发射频率的高低从而使发射端以一种很高的频率振动，这会在两个线圈之间产生一种能量通道。因为发射点的频率同接收点的固定频率一样，于是共振就产生了。接收点感应器电压的产生就来源于每一次的共振。当共振的次数达到一定数量，感应器才能产生足够多的能量，才能在非辐射磁场中让接收端产生很多的能量，完成磁到电的变换，最终实现无线传送电能。在保护了电磁共振技术所需的频率后，它的传输距离最远可达3至4米，并且传输的功率很大，它要求传输频率特别高，在很近的范围内要求频率达到好几MHZ。