MSP430無線充電器電路原理解析
現(xiàn)階段,電子設(shè)備諸如智能手機、平板電腦、筆記本幾乎都是線充,不僅攜帶不方便,而且成本還比較高?;?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/MSP430">MSP430 單片機的無線充電器設(shè)計方案,由能量發(fā)送單元和能量接收單元兩大部分組成,利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電能無線傳遞的充電器。本無線充電系統(tǒng)的設(shè)計是用線圈耦合方式傳遞能量,使接收單元接收到足夠的電能,以保證后續(xù)電路能量的供給。由于無線傳電電壓隨能量發(fā)送單元和接收單元耦合線圈的間距D 在測試中需要改變,而充電時間相對固定,便于控制,所以充電方式上選擇固定電流充電的恒流充電方案。在器件選擇上選擇有多種省電模式,功耗特別省,抗干擾力特強的MSP430 系列超低功耗單片機MSP430F2274作為無線傳能充電器的監(jiān)測控制核心芯片,電壓和充電時間顯示采用低功耗OCM126864—9 液晶屏,以提高充電電路的能量利用效率。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/369288.htm電源切換
直流輸入采用單刀雙閘繼電器,交流上電常開閉合,常閉打開實現(xiàn)交流優(yōu)先,交流斷電繼電器斷電,常閉閉合,實現(xiàn)自動切換。在切換時,時間很短,C1 可提供一定時間的電量,可以實現(xiàn)不斷電切換,不影響充電。見圖2 所示。
發(fā)射及接收電路
發(fā)射電路由振蕩信號發(fā)生器和諧振功率放大器兩部分組成, 見圖3 所示。采用NE555 構(gòu)成振蕩頻率約為510KHZ 信號發(fā)生器,為功放電路提供激勵信號;諧振功率放大器由Lc 并聯(lián)諧振回路和開關(guān)管IRF840 構(gòu)成。振蕩線圈按要求用直徑為0.8mm 的漆包線密繞2O 圈,直徑約為6.5cm,實測電感值約為142uH ,由, 當諧振在510KHZ 時,與其并聯(lián)的電容c5、c6 約為680P,可用470pF 的固定電容并聯(lián)一個200PF 的可調(diào)電容,可方便調(diào)節(jié)諧振頻率。
大功率管TRF840 最大電流為8A、完全開啟時內(nèi)阻為0.85 歐,管子發(fā)熱量大,所以需要加裝散熱片。當功率放大器的選頻回路的諧振頻率與激勵信號頻率相同時,功率放大器發(fā)生諧振,此時線圈中的電壓和電流達最大值,從而產(chǎn)生最大的交變電磁場。當接收線圈與發(fā)射線圈靠近時,在接收線圈中產(chǎn)生感生電壓,當接收線圈回路的諧振頻率與發(fā)射頻率相同時產(chǎn)生諧振,電壓達最大值。構(gòu)成了如圖4 所示的諧振回路。實際上,發(fā)射線圈回路與接收線圈回路均處于諧振狀態(tài)時,具有最好的能量傳輸效果。
充電電路
如圖5 所示,電能經(jīng)過線圈接收后,高頻交流電壓經(jīng)快速二極1N4148 進行全波整流,3300F 的電容濾波,再用5.1v 壓二極管穩(wěn)壓,輸出直流電為充電器提供較為穩(wěn)定的工作電壓。
充電效率是一個不得不考慮的問題。本設(shè)計系統(tǒng)可以在發(fā)射接收電路的能量傳輸部分做適當改進,以獲得更高的效率和更遠的距離;也可以設(shè)計充電設(shè)備檢測電路, 在沒有能量接收電路時能量發(fā)送部分處于睡眠狀態(tài),當能量接收電路靠近發(fā)送部分時,激活發(fā)射電路開始充電。本設(shè)計系統(tǒng)達到了設(shè)計要求,具有無線充電、攜帶方便、成本低、無需布線等優(yōu)勢,有著廣泛的應(yīng)用前景。
評論