詳解車載無線充電器在手機(jī)無接點(diǎn)充電的設(shè)計(jì)

1 引言

隨著科技的進(jìn)步以及電子元件成本的降低，手機(jī)已成為我們?nèi)粘Ｉ钪斜貍涞耐ㄓ嵐ぞ?，與此同時(shí)，汽車也在走近我們的生活，呈現(xiàn)平民化的趨勢(shì)。人們?cè)陂L(zhǎng)途旅行或出差時(shí)，萬一手機(jī)電池耗盡，將對(duì)人們的正常工作生活產(chǎn)生很大的影響。現(xiàn)在部分汽車中已經(jīng)出現(xiàn)了車載的手機(jī)充電器，但是由于不同品牌的手機(jī)充電接口有很大的區(qū)別，所以如果想在汽車上完成充電則必須攜帶與自己手機(jī)相匹配的充電器，并不是十分方便。而且由于車載電源有限，并不能實(shí)現(xiàn)多部手機(jī)同時(shí)充電。根據(jù)以上情況，本文提出了車載無線充電器的設(shè)想，將電磁感應(yīng)技術(shù)引入手機(jī)充電領(lǐng)域，通過電一磁，磁一電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)的無接點(diǎn)充電，其核心技術(shù)類似于變壓器的無芯化處理。

2 無線充電的思想

2.1 總體方案框圖

本文提出了一種車載的用于手機(jī)充電的全新方案，模塊圖及系統(tǒng)硬件圖分別為圖1和圖2所示。

2.2 硬件組成

汽車點(diǎn)煙器提供12V Dc-550 rrA電源，利用逆變器將其逆變?yōu)槭须?，將?nèi)置感應(yīng)線圈的基座接逆變器的輸出端。因?yàn)榉叫温菪€罔鄰接邊的連接部分成，存在電流突變。故內(nèi)置感應(yīng)線圈采用半徑為5cm的圓形螺旋線圈。

手機(jī)接收端由接收器模塊和原手機(jī)充電電路構(gòu)成。將接收感應(yīng)線圈，整流，濾波電路通過PCB技術(shù)集成于足夠小的模塊，內(nèi)置于手機(jī)電池中，接收模塊輸出為5V DC一1A。為手機(jī)電池提供電源，從而完成無線充電功能。

3 無線充電工作原理及其參數(shù)

3.1 工作原理

無線充電由于充電器和接收器問電流沒有直接的聯(lián)系，線圈電流，電壓是通過磁耦合而產(chǎn)生的，其實(shí)質(zhì)是一對(duì)互感耦合線圈，線圈中無磁鐵物質(zhì)，其等效電路圖如圖3所示：

3.2 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

如圖4所示，線圈1和線圈2分別位于基座和手機(jī)接收模塊內(nèi)，假設(shè)給線圈1(匝數(shù)為”。)通以的電流，則線罔2(匝數(shù)為)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以近似為：

所以，只需調(diào)節(jié)兩線圈的匝數(shù)比便可以在無線傳輸?shù)耐瑫r(shí)起到變壓作用，得到所需要的手機(jī)充電電壓。

3.3 整流濾波

由于接收器模塊中感應(yīng)線圈感應(yīng)到的是交流電，為了符合手機(jī)充電器的要求，必需還要在接收器模塊中加入整流和濾波電路。

4 結(jié)論

本文利用電磁感應(yīng)技術(shù)進(jìn)行了手機(jī)充電器的無線化研究。使得充電器可以在無電流直接聯(lián)系的情況下為電池充電。并且可以在汽車內(nèi)同時(shí)為多部手機(jī)提供充電服務(wù)，既方便又經(jīng)濟(jì)，如果應(yīng)用于浴室等潮濕環(huán)境，其安全性能更是顯露無遺。所以，無線充電器將擁有廣泛的研究和實(shí)用價(jià)值。