一种高频无线充电电路的研究和分析

无线充电技术早期起源于电磁感应原理,由供电线圈将电能通过电磁感应传输给接收线圈,接收线圈利用接收到的能量对蓄电池进行充电,两者之间以磁场进行能量的传输,因此充电器和用电设备之间可以做到无导线外露。介绍了一种采用XKT-801高频无线充电智能芯片作为发射充电器,通过电磁感应在接收端一定距离内接收稳定直流电压的系统,可实现对2 500m Ah锂电池的充电,体积小,效率高,可以设计用于便携移动用电设备的无线充电。     

电动车WPT系统的前级电路控制策略优化算法研究

针对目前电动车无线充电系统采用前级功率因数校正整流、后级DC-DC变换及磁谐振耦合的方案,存在无线充电系统的功率因数较小、输出电压纹波系数较大、整机效率较低的问题,提出电动车WPT系统的前级电路控制策略优化算法。根据三相维也纳整流器的工作原理,建立前级电路的等效数学模型,分析前级电路控制策略的优化问题,提出电流内环滞环控制和电压外环PI控制的有效控制算法。仿真结果表明,所提出的控制方法无线充电系统功率因数较大,输出电压纹波系数较小,能够有效提高整机效率。     

可无线充电的锂电池矿灯设计

为了解决矿灯因锂电池容量有限而无法长时间工作及在井下充电存在安全隐患等问题,设计了一种可无线充电的新型锂电池矿灯。该矿灯既可在煤矿井上采用矿灯充电架充电,又可在井下采用无线电能传输技术充电。在井下,矿灯无线充电器底座内的无线电能发射电路将电能转换为电磁波发射到周围空间中,矿灯内部的无线电能接收电路通过线圈耦合电磁波信号并将其转换为5V直流信号,再通过专门的高精度充电电路为矿灯锂电池充电。测试结果表明,该矿灯无线传输电能转换效率高,充电过程符合锂电池的充电特性,且安全性好。     

基于超级电容的电动小车动态无线充电系统

以电动小车无线充电为主题,实现了以超级电容为基本储能装置的电动小车动态无线充电系统。该系统使用了将无线充电模块与超级电容组相结合的模式,通过把直流电转换成高频交流电,再通过电磁感应原理为超级电容无线充电,放电时通过Boost变换为小车提供电能。实验可实现小车在跑道上的某点充电时,充电指示灯点亮起;当外界电源切断,充电断电后,小车可自动启动并循迹行驶。最终证明了超级电容与无线充电模块组合装置可实现小车在行驶中,经过通电线圈时可以进行闪充,并沿着既定运行轨道继续行进。     

一种低功耗的微弱能量收集电路设计

为了实现高效率地收集环境中的各种微弱能量,设计了一种低功耗的微弱能量收集电路。采用LTC3588-1电源管理芯片为核心的电压变换电路、LTC4071充电控制芯片为核心的充电控制电路、TPL5100为核心的定时器电路搭建低功耗微弱能量收集电路,设计的电路能够将收集到的微弱能量转换为电能存储到锂电池或者提供给负载供电。实验结果表明,设计的低功耗微弱能量收集电路实现了微弱能量的收集,能量收集电路自身平均功耗低至182μW,验证了收集微弱能量给无线传感器网络节点供能的可行性,电路因低功耗、低成本等优点,具有应用前景。     

一种磁电自供电无线传感器电源管理电路研究

针对GMM/PZT磁电复合单元将电磁波能量转化为电能时,其输出电能不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了基于开关电容网络的电源管理电路,对其充放电特性进行了理论与实验分析。结果表明,该电路可以对电路中储能电容充电积累能量,当能量积累到一定程度,电容瞬间放电为无线传感器工作供电。     

无线充电技术在矿用甲烷便携仪中的应用研究

针对现有矿用甲烷便携仪接触式充电方式存在的充电触点易松动、氧化,长时间充电使电池寿命短等问题,提出采用无线充电技术对矿用甲烷便携仪进行充电,设计了无线充电电路,在此基础上研制了矿用甲烷便携仪及无线充电器样机。实验结果表明,采用无线充电技术能够可靠、安全地实现矿用甲烷便携仪电池充电,充电时应使发射线圈和接收线圈间距尽量小,从而获得较高的能量传输效率。     

一种振动自供能无线传感器的电源管理电路

针对振动能量采集器的输出功率过低不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了振动自供能无线传感器的电源管理电路,根据调谐和阻抗变换原理对能量采集器进行了阻抗匹配,以最大功率对储能超级电容进行充电,对能量存储和电源管理电路的充放电特性进行了理论分析和实验验证。结果表明,该电路大幅度提高了采集器的输出功率和对储能超级电容充电的效率,当0.47 F超级电容电压达到0.6 V时,能量瞬间释放电路控制超级电容瞬间放电,成功驱动最大功耗为75 mW的无线传感器工作。     

多功能稳压充电器

本文介绍的多功能稳压充电器,具有如下几个特点:1.3V、300mA稳压输出,便于“随身听”使用;2.给2节5号镍镉电池串联充电,充满后自动停止充电,并且有发光管动态显示;3.提供两组1.72V恒压源,分别对2节5号碱性电池单独充电,充满后自动停止充电。一、工作原理该电路图如图所示。(a)电源单元,其中变压器B和D1～D4、C1构成降压、整流、滤波电路;为整机提供约9.6V左右的直流电压。后再由DW1、BG1、R1构成稳压源,C2可为负载提供瞬间脉冲电流。(b)碱性电池充电单元,由R4与DW2构成稳压,由W1分     

矿用便携式气体检测仪无线充电装置设计

针对现有矿用便携式气体检测仪采用电池供电存在因电池容量有限、触点接触不良而影响电池的充电效果等问题,提出了一种基于无线电能传输技术的矿用便携式气体检测仪无线充电装置设计方案。无线电能发射电路将直流电能转换为高频交流电磁波信号,并通过线圈发送到空气中;无线电能接收电路通过线圈耦合空气中的电磁波信号,并通过整流滤波将其转换为直流信号,为矿用便携式气体检测仪提供电能。测试结果表明,该装置能够输出稳定的直流电压,且传输效率高。     

基于STM32F103RCT6无线充电电路的设计与研究

摘要：随着手机的普及、电动汽车和无线电技术的不断发展,电子产品也越来越丰富。对各种电池的充电速度和工作时间提出越来越高的要求。由于目前电池的电量工作时间较短、快速充电、远距离充电等问题不能解决,从而给人们的生活带来了极大的不便,特别限制了电动汽车工业的发展。所以针对电池的充电问题,本文设计了一款电磁谐振式无线充电器。该充电器采用STM32超低功耗单片机作为无线充电电路的主控制器,通过对发射信号频率的控制,使处于异地的输出电路工作在谐振状态,实现最大功率无线传送,接收端线圈输出再经过整流、稳压、滤波后输出+5V电压,最终经过智能控制电路给便携式设备中的锂电池充电。并通过指示灯显示电池是否正在充电、充满、电池反接和电源欠压等状态。该设计的充电设备具有使用灵活、方便、工作可靠,电能利用率高,无线充电距离远等特点,同时具有过压、过流保护,具有广泛的应用价值。     

基于太阳能的电磁感应式智能充电器的设计

太阳能可以无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电,是一种近乎无污染的能源。本文利用电磁感应技术与太阳能,设计了一种基于单片机为核心的监测系统和以ADC0808数模转换芯片的太阳能无线充电系统。主要由无线发射电路、无线接收电路、充电电路、太阳能单晶硅电池板,降压电路、单片机电路、LCD1602液晶显示屏等组成。最终较好地实现了预期功能,且具有较好的功能转换效率和灵活的充电方式。     

简单的锂电池充电器

随着手机、数码相机、MP3播放器等进入千家万户,锂电池的使用也越来越广泛。本文介绍的锂电池充电器,电路简单、充电电压电流大小可设置、充电电压精度高、具有充电指示。该电路如附图所示。直流电压经过C1滤波IC1稳压后,输出为5V直流电,LED1为电源指示。IC2的MAX1811集成电路有两个设置端:①脚为充电电压设置端。设     

手机无线充电装置的设计与制作

利用电磁场耦合磁共振原理的电能传输技术,制作并改进出一套手机无线充电装置。将不可控制能量通过充电装置,产生的感应电磁波激发出感应电动势。将装置获得的电能经整流装置转化成稳定的直流电,电能通过充电回路存储到手机电池中。     

无线传感器网络节点太阳能供电系统设计

ZigBee无线传感器网络节点太阳能供电系统由太阳能电池板、充电控制电路和锂电池组成,采集光能并将其转换为电能存储在锂电池中。通过锂电池充电管理芯片CN3063组成充电控制电路对锂电池进行充电管理。利用超低功耗锂电池电压检测芯片CN301组成放电保护电路,最大限度地延长锂电池的寿命。由于电源能量来自太阳能,因此非常适合野外布置的ZigBee无线传感器网络数据采集节点使用。     

车联网多传感器自供能系统储能稳压电路设计

本文针对轮胎内传感器的无线供电问题,重点设计了接收端模块中储能稳压电路。基于电磁共振发射原理,接收端接收到电信号经整流稳压后,为超级电容储能单元充电,此时超级电容停止放电;当无线电能接收中断时,则改由超级电容存储电能向后续电路输入。实验结果表明:当充电电流最大不超过1A时,由0.4V充到额定电压2.7V,并稳压在5V左右,使后续电路能正常工作,满足本系统对充电时间以及储能稳压输出的需求。     

1W微波无线输电系统的发射端设计

介绍了一种小功率(1 W)、2.45 GHz微波无线输电系统的发射端设计。直流电平经过锁相频率合成芯片ADF4360-0转换为S波段的2.45 GHz微波信号,ADF4360-0的寄存器配置由MSP430控制;2.45 GHz微波信号经过由功放芯片ERA-5SM及ADL5606组成的驱动级功率放大器将功率放大到1 W,加上喇叭天线即组成了小功率微波输电系统的发射端。利用矩形微带整流天线接收并整流微波信号,整流后的直流电平供给负载,便形成了完整的微波无线输电系统。详细分析了设计参数与方法,并进行了仿真及验证试验。     

道路无线充电系统

将无线充电系统使用在道路与汽车行驶中,能够有效解决汽车在远距离行驶中因动力不足而产生的问题。主要介绍了磁耦合谐振式无线充电优势,设计了基于电磁耦合谐振原理道路无线充电小车。以电磁耦合机构为核心,由两个无线充电模块、电机控制器、PCB电路板、电源适配器、电感线圈、超级电容、场效应管等组成。选择发射线圈和接收线圈的两种方式：DD型平板发射线圈和DDQ型接收线圈,通过发射线圈和接收线圈对小车进行恒定充电,并对磁耦合无线充电系统进行了总结。     

一种可植入光遗传电路中无线供电抑制EMI方法

提出了一种无线可植入光遗传硬件结构。在光遗传实验过程中,生物体体外采用磁谐振式无线能量技术对体内电路进行供电;然而在无线能量传输（WPT）过程中需要借助磁耦合将发射端电能转化成高频磁场,磁场是无线能量传输系统传输电能的介质,其带来的电磁辐射（EMI）问题将对于生物体安全带来威胁;因此,设计了一种改进的展频和谐波抑制无线能量供电电路。首先介绍了系统的工作原理,然后采用电路理论分析了该电路的特性,并设计了发射端与接收端电路并进行了仿真,最后设计了硬件电路样机并在实验环境下按照植入式供电电路电磁兼容标准进行了验证。实验结果表明,所设计的系统能够有效抑制EMI,并能持续稳定对体内植入电路有效供电。     

APFC在电动汽车无线充电系统中的应用研究

通过对无线充电技术发展现状的分析,制约无线充电技术在电动汽车领域推广的主要因素:一是电能传输效率较传统充电技术具有一定差距;二是大功率无线充电设备的使用给电网带来了谐波污染。该文从源头解决问题,在无线充电系统电能变换的第一级—整流滤波环节,增加了有源功率因数校正(APFC)电路。通过分析其工作原理,设计了基于FAN9673的三级交错并联的Boost电路拓扑结构,并计算了电路的主要参数。实验结果表明,网侧输入端电流跟随输入电压变化且无相位差,网侧功率因数在0.99以上,电能传输效率大于97%,APFC电路的输出电压稳定,系统动态性能好,为无线充电系统中后续电路的供电质量提供可靠保障。