吉林大学仅器科学与电气工程学院2013年下半年中文论文集 输距离较长，成本低的优势。设计中单片机和LC 量发送单元和接收单元耦合线圈的间距D在测试中 耗电较多，导致充电电流低的问题，所以用低功耗 可能改变，导致距离的不同充电电压变化，为安 芯片和液品显示器，可提高充电电流。 设计考虑，所以充电方式上选择恒压的充电方案。 在器件选择上选择有多种省电模式，功耗特别省， 1硬件系统设计 拉干扰力特福的MSP430系列超低功耗单片机 MSP430F2274作为无线传能充电器的监测控制 本无线充电系统的设计采用电磁感应原理，利 心芯片，电压和充电时间显示采用低功耗LCD1602 用线圈耦合方式传递能量。由于无线传电电压随能 液晶屏，以提高充电电路的能量利用效率。 电容谐振、整流 满电 功率放大 波和稳压装置 →频率产生电路 5A60 图1总体方案设计框图 Fig I System architecture 1.1振荡电路的设计 1 发射电路由振荡信号发生器和谐振功率放大器 f= 2π√C 两部分组成 见图2所示 当谐振在55KHZ时，与其并联的电容C16 为0.1uF。当功率放大器的选频回路的谐振频率与 信号：谐振功率放大器由LC并联谐振回路和开关 管构成。振荡线圈按要求用直径为0.50mm的漆包 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 线密绕30圈，实测电感值约为90uH,由公式可知： 变电磁场，具有最好能量传输效果。 R3 0川 210 847 44 IR210 O.IUF 05 010R38 IN4148 图2发射电路硬件图 1.2半桥逆变电路的设计 如图2右侧所示半桥逆变电路，两个MOS开 关管组成此半桥电路。当MOS管Q1导通时，Q5吉林大学仪器科学与电气工程学院 2013 年下半年中文论文集 2 输距离较长，成本低的优势。设计中单片机和 LCD 耗电较多，导致充电电流低的问题，所以用低功耗 芯片和液晶显示器，可提高充电电流。 1 硬件系统设计 本无线充电系统的设计采用电磁感应原理，利 用线圈耦合方式传递能量。由于无线传电电压随能 量发送单元和接收单元耦合线圈的间距D在测试中 可能改变，导致距离的不同充电电压变化，为安全 设计考虑，所以充电方式上选择恒压的充电方案。 在器件选择上选择有多种省电模式，功耗特别省， 抗干扰力特强的 MSP430 系列超低功耗单片机 MSP430F2274 作为无线传能充电器的监测控制核 心芯片，电压和充电时间显示采用低功耗 LCD1602 液晶屏，以提高充电电路的能量利用效率。 图 1 总体方案设计框图 Fig.1 System architecture 1.1 振荡电路的设计 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，见图 2 所示。采用 NE555 构成振荡频 率约为 55KHZ 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 管构成。振荡线圈按要求用直径为 0.50 mm 的漆包 线密绕 3O 圈，实测电感值约为 90 uH，由公式可知; 1 2 LC f π = 当谐振在 55 KHZ 时，与其并联的电容 C16 约 为 0.1uF。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,具有最好能量传输效果。 TRIG 2 OUT 3 RST 4 CVOLT 5 THR 6 DISC 7 VCC 8 GND 1 U3 NE555N +12V C19 0.1UF C16 100p R36 1K R47 1K R38 4.7K Q5 IRFB3607 Q1 IRFB3607 R37 47 R46 47 C15 0.1UF 90uH L3 C14 470uF R45 1K D6 LED R40 10K VCC 1 COM 4 VB 8 HO 7 VS 6 LO 5 IN 2 SD 3 U4 IR2104 D8 1N5819 C18 22uF C17 0.1UF 10K R41 Res Tap D91N4148 D10 1N4148 图 2 发射电路硬件图 Fig.2 The hardware circuit 1.2 半桥逆变电路的设计 如图 2 右侧所示半桥逆变电路，两个 MOS 开 关管组成此半桥电路。当 MOS 管 Q1 导通时，Q5