因yin不bu同tong的de類lei型xing電dian子zi產chan品pin需xu要yao使shi用yong不bu同tong的de充chong電dian器qi，充chong電dian時shi還hai要yao尋xun找zhao合he適shi的de插cha口kou和he理li順shun接jie線xian
，筆bi者zhe利li用yong電dian磁ci感gan應ying原yuan理li，設she計ji了le智zhi能neng無wu線xian充chong電dian器qi。該gai無wu線xian充chong電dian器qi具ju有you自zi動dong感gan應ying充chong電dian和he充chong滿man電dian後hou智zhi能neng斷duan電dian功gong能neng，不bu僅jin適shi用yong於yu各ge種zhong不bu同tong充chong電dian電dian壓ya和he容rong量liang的de電dian子zi產chan品pin

，而er且qie能neng夠gou對dui多duo台tai不bu同tong的de電dian子zi產chan品pin同tong時shi進jin行xing充chong電dian。

 

 

1.1 當前充電模式情況 

 

在電子科技技術高速發展的今天，全球範圍內的手機用戶數量已經達到了33億
，再加上MP3

、MP4等其他周邊電子產品，平均不到2人ren就jiu擁yong有you一yi個ge需xu要yao充chong電dian的de便bian攜xie式shi電dian子zi產chan品pin。目mu前qian普pu遍bian使shi用yong的de都dou是shi數shu據ju線xian插cha接jie式shi充chong電dian，這zhe種zhong充chong電dian方fang式shi數shu據ju線xian接jie口kou用yong久jiu了le通tong常chang會hui有you觸chu不bu良liang等deng現xian象xiang，而er且qie單dan個ge充chong電dian器qi適shi應ying麵mian不bu廣guang，因yin不bu同tong的de類lei型xing電dian子zi產chan品pin需xu要yao使shi用yong不bu同tong的de充chong電dian器qi，充chong電dian時shi還hai要yao尋xun找zhao合he適shi的de插cha口kou和he理li順shun接jie線xian，真zhen可ke謂wei費fei時shi費fei力li；各種便攜式電子產品的充電是一件令人頭痛的麻煩事。為了改良上麵的現象，研發智能無線充電器是很有必要的。 

 

1.2 作品簡介及優點 

 

智能無線充電器利用電磁感應原理
，是非接觸充電係統，不再通過導線（充電線）chuanshudianneng，ershiwuxianchuanshufangshichongdian。meiyouchongdiansuoyongdewulijiekou
，yuyibanchongdianqixiangbi，bimianlechaxianhuobadianchidemafan，juyouyibanchongdianqidegongzuoyuanli；作品采用一（充電器）對多（感應負載）充電
、智能充電的設計思想；無線充電器對負載充電時，指示燈將由綠燈轉換為七彩燈，手機也正確顯示充電狀態並智能完成充過程（實驗產品為手機）。本充電器可以同時對多個負載充電，可以自動感應是否有負載充電，達到自動充電，充滿電後10秒自動斷電，達到智能化；從而大大方便了用戶。智能無線充電器使用十分方便、一個充電器就可以滿足一個家庭的需要，具有較高的推廣應用價值、成本低廉（與一般充電器價格相差不多）等優點
，現在世界上許多大公司（如Sony，Intel，apple，飛利普等）也正在火熱研究中；智能無線充電必將是取代物理直插的發展方向，將肯定受到人們的歡迎和重視。 

 

基於以上思路，充分運用所學電子技術知識，經過老師悉心指導。設計、製作智能無線充電器，它具有如下優點： 

 

（1）成本低廉 電路由脈衝產生部分
、功率放大部分，濾波部分
、比較部分及發射和接收部分組成

，每部分隻是幾個小元件組成，製作簡單。 

 

（2）一對多充電 一(yi)台(tai)充(chong)電(dian)器(qi)可(ke)以(yi)對(dui)多(duo)個(ge)負(fu)載(zai)充(chong)，一(yi)個(ge)家(jia)庭(ting)購(gou)買(mai)一(yi)台(tai)充(chong)電(dian)器(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)全(quan)家(jia)人(ren)使(shi)用(yong)，隨(sui)著(zhe)負(fu)載(zai)的(de)增(zeng)加(jia)，工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)也(ye)會(hui)增(zeng)高(gao)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)節(jie)約(yue)用(yong)電(dian)同(tong)時(shi)亦(yi)可(ke)減(jian)少(shao)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)開(kai)銷(xiao)。 

 

（3）方便性 與一般充電器相比，減少了插拔的麻煩

，同時亦避免了接口不適用，接觸不良等現象
，老年人也能很方便地使用。 

 

（4）智能化 隻要把感應負載往充電器上麵放
，就可以自動感應充電
，通過信息反饋，當感應負載滿電後，自動斷電，實現充電過程智能化。 

 

 

2.1 係統模塊 

 

無線充電器利用電磁感應原理。通過NE555D芯片產生一個36.7K的脈衝頻率（因為經過調試在36.7K頻率時，效率達到最高）

，IRFP460功率放大，使發射線圈產生磁場
，當接收線圈靠近時，產生感應電流
，經過全波整流和穩壓
，得到負載 （手機）所需要的充電電壓和電流。發射線圈的電流會隨著感應負載的增加而增大
，通過運放把0.33歐的負載電壓23倍放大，再經過1N4148整流濾波得到電壓U1與基準源Uo比較。充電時，U1大於Uo七彩燈閃亮，表示正在充電

；空負載或充滿電時，U1小於Uo，綠燈亮
，若10秒鍾後沒有感應負載
，自動斷電；按一下複位鍵則充電器重新啟動。 具體電路分析如下： 

 

2.1.1 NE555D脈衝發生器模塊 如圖1，根據 T =（R1+Rp）C1，f = 1/T
，調節Rp使NE555D輸出一個36.7KHZ的脈衝頻率。

 

 

圖1：NE555D脈衝發生器模塊

 

2.1.2 功率放大及無線發射模塊 

 

主要把NE555D產生的一個36.7KHZ的脈衝功率放大
，經發射線圈發射出去。當脈衝為高電平時
，Q12柵極為高電平，Q12導通
，此時Q8飽和，Uceq電壓隻有0.67V，經D10-4148後Q1柵極電壓為0，Q1截止。當脈衝為低電平時
，Q8、Q12同時截止，電流直接由R16 D10 Q1

，Q1導通。整個過程中Q1與Q12均以一開一關的形式工作。電路如圖2：

 

圖2： 功率放大及無線發射模塊

 

2.1.3 感應線圈模塊 

 

如圖3
，當(dang)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)靠(kao)近(jin)發(fa)射(she)線(xian)圈(quan)時(shi)
，就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)，經(jing)過(guo)全(quan)波(bo)整(zheng)流(liu)後(hou)
，根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)壓(ya)
，可(ke)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)的(de)穩(wen)壓(ya)二(er)極(ji)管(guan)穩(wen)壓(ya)
，再(zai)經(jing)三(san)極(ji)管(guan)Q100放大電流後供給不同電子產品充電。

 

 

圖3：感應線圈模塊

 

2.1.4 充電檢測模塊 

 

當有感應負載時，R20（0.33歐）電阻上的電壓會增大，經運放U2A放大A=1+R5/R6=23倍後
，電壓變化明顯，再經過1N4148整流濾波，得電壓U1與基準源Uo比較，此時U1＞Uo
，運放輸出Ui為高電平
，七彩燈閃爍；當感應負載充滿電（或沒有感應到負載），此時U1＜Uo，運放輸出Ui為低電平
，綠燈亮。

 

 

圖4：充電檢測模塊

 

2.1.5 智能斷電模塊 

 

（1）當開關S2斷開時，整充電器處於智能充電過程。充電器啟動時
，繼電器K1閉合，同時K2為斷開狀態。當有感應負載時，七彩燈閃爍
，Ui為高電平
，此時Q5飽和
，電壓Uceq為0.67V，低於Q2+Q4的導通電壓之和（1.34V），Q2與Q4構成達林頓，同時截止，繼器K1吸合
；當感應負載充滿電（或無感應負載）時，綠燈亮，即Ui為低電平，此時Q3截止，電容C5與R9構成RC充電電路，當電容充電電壓到達Q2與Q4的導通電壓時，Q2導通，使Q4飽和，此時繼電器工作電壓隻有0.67V

，繼電器斷開，整個電路處於完全斷電狀態。

 

斷電後，繼電器K2閉合，此時C5與R13構成RC放電電路，給C5快速放電。當按一下輕觸複位開關時

，充電器重新啟動。當感應負載充滿電（或無感應負載）時，電容C5充電，其電壓為Ut 由公式Ut=12*（1-e-t/R9C5）得：t=-R9C5ln（1-Ut/12） 其中C5=100UF，R9=1MΩ，Ut=1.34V
， 經計算得斷電時間：t=10S 實現了10秒自動斷電。在綠燈亮的10秒內隻要有感應負載
，則Ui為高電平，Q3飽和
，電容C5放電。整個充電過程實現智能化斷電。 

 

（2）當S2閉合時，整個充電電路處於手動斷電過程。

 

 

圖5：智能斷電模塊
 

 

圖6：智能無線充電器原理電路圖

 

2.1.6 流程圖 

 

具體工作流程如圖7所示：

 

 

圖7：工作流程圖　

 

2.2 係統實現 

 

係統實物圖如圖8、圖9、圖10所示。

 

 

圖8：作品實物圖 

 

3.主要技術指標 

 

表1：該作品主要技術指標

 

 

表2：本係統所采用的主要元件清單

 

經統計得： 元器件總價格=17.18（元）。 

 

5.作品擴展 

 

通過研究，我們發現無線電磁感應充電的應用領域十分廣泛，除了應用於最基本的手機、MP3

、MP4、筆記本電腦，數碼相機等便攜設備充電外，還可以應用在醫療
、工業領域中，特別對於那些完全密封式的設備有著更重要的意義
；如果把發射線圈裝進鼠標墊裏麵
，便可實現鼠標無線供電。其實除了感應充電以外
，還可以通過改變脈衝頻率實現驅蚊趕鼠等功能。 

 

6.結束語 

 

本設計把目前電子類課程所學的專業知識真正應用到實踐中，由於作品架構設計合理，電路功能實現較好
，性能優良、穩定，較好地達到了預期設計要求的各項指標。