多种无线充电模块电子电路设计组合

经三极管Q100放大电流后供给不同电子产品充电。

        4 充电检测模块 当有感应负载时，R20（0.33欧）电阻上的电压会增大，经运放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后，电压变化明显，再经过1N4148整流滤波，得电压U1与基准源U。比较，此时U1＞U。，运放输出Ui为高电平，七彩灯闪烁；当感应负载充满电（或没有感应到负载），此时U1＜U。，运放输出Ui 为低电平，绿灯亮。

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　　TOP3　无线充电振荡电路选择

　　1 电路的设计

　　对于无线充电电路来说，有三部分最主要的电路：振荡电路、放大电路和无线接收电路。这里主要讨论利用多谐振荡器组成的无线充电电路。

　　2 振荡电路

　　多谐振荡器产生振荡是最简单的振荡电路，构成振荡电路有多种方法，常见的有用COMS门电路构成的多谐振荡器，电路简单省电，但在经过实验发现振荡幅度不够，高频段更是如此。

　　

　　用晶体管作多谐振荡器有两种电路：

　　第一种是集电极—基极耦合多谐振荡器，这种多谐振荡器在低频段效果还可以，但在高频段就无法应用。因为集电极—基极耦合多谐振荡器的输出上升沿差，为使输出幅度稳定，两只晶体三极管工作在饱和状态，因而使电路的最高工作频率受到限制。

　　

　　第二种是发射极耦合多谐振荡器，它可以克服第一种振荡器的缺点，两只晶体三极管工作在非饱和状态，提高了三极管的开关速度，从而可以得到更高的振荡频率。耦合电容接在发射极上，能改善输出波形。最后我们选用的晶体管多谐振荡器就是发射极耦合多谐振荡器，亦称射极耦合多谐振荡器。

　　

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　  TOP4　太阳能无线充电电路设计

　　太阳能发电的原理主要是由太阳能电池板接收太阳光，在太阳能电池板的基板上发生光电效应，从而将光能转换成电能，然后将电能通过蓄电池储存起来。

　　太阳能无线充电电路可以设计成如图4电路。 在图4中我们选用的晶体管发射极耦合多谐振荡器和模拟达林顿管组成无线充电电路，发射极耦合多谐振荡器用两个小功率三极管组成，按图4中的元器件数据，振荡频率约为350kHz。元器件中仅最后一级三极管VT4的耗散功率大些，其他的都是比较简单并且容易得到的元器件。

　　

　　12V的电源由太阳能充电电路提供，电源信号通过射极耦合多谐振荡电路变成高频信号再通过C3和R7组成的耦合电路之后被模拟达林顿管功放电路放大，L1和L2分别是初级和次级耦合线圈，放大后的信号通过L1和L2的耦合被无线传送到次级接收电路，高频交流信号被整流滤波后变成直流电能给3.7V 的锂电池进行充电。

　　TOP5　无线电能发送单元的供电电源电路设计图

　　电能发送部分，如图2，无线电能发送单元的供电电源有两种：220V交流和24V直流（如汽车电源），由继电器J选择。按照交流优先的原则，图中继电器J的常闭触点与直流（电池BT1）连接。正常情况下S3处于接通状态。

　　

　　当电池充满（略大于4.15V）时，IC3的反相输入端2略高于4.15V。运放便输出低电位，此时Q4截止，恒流管Q5因完全得不到偏流而截止，因而停止充电。同时运放输出的低电位经R8使Q3导通，点亮LED3作为充满状态指示。

　　两种充电模式由R6、R7决定。这个非序列值可以在E24序列电阻的标称值为918的电阻中找到，就用918的也行。 如果作为产品设计，这部分电路应当尽可能微型化（电流表电压表只是在实验品中调试时用，产品中不需要），最好成为电池的附属电路。

　　主要元器件选择

　　电源变压器T1：5VA18V，这里利用现有的双18V的，经整流滤波后得到约24V的直流

　　继电器J：DC24V，经测量其可靠吸合电流为13mA

　　保险管FUSE：快速反应的1A

　　可调电阻RP1和RP2：用精密可调的

　　谐振电容C8：瓷介电容耐压不小于63V

　　整流桥D5-D8：用高频开关管1N4148

　　精密电压源：TL431

　　运放IC3：OPA335，TI公司的轨对轨精密单运放

　　晶体管Q3、Q4和Q5：要求漏电流小于0.1uA，放大倍数大于200，图中已标型号

　　发光管LED2：普亮（红），正向VA特性尽可能陡直（动态电阻小，稳压特性好）

　　发送线圈L1：用U1mm的漆包线在U66mm的圆柱体（易拉罐正好）上密绕20匝，用502

　　TOP6　无线电能接收单元的供电电源电路设计图

　　电能经过线圈降压接收后，高频交流电压经过IN4007整流管进行全波整流，2200uf的电容滤波，再用3.3V稳压二极管惊醒稳压，输出直流电为电池提供较稳定的工作电压，为电池充电。