領(lǐng)先設計：工程師詳解近距離無(wú)線(xiàn)充電方案設計

2 電能接收與充電控制部分

正常情況下，接收線(xiàn)圈L2與發(fā)射線(xiàn)圈L1相距不過(guò)幾cm，且接近同軸，此時(shí)可獲得較高的傳輸效率。電能接收與充電控制電路單元的原理如圖3所示。

圖3無(wú)線(xiàn)電能接收器電路圖

L2感應得到的1.6MHz的正弦電壓有效值約有16V(空載)。經(jīng)橋式整流(由4只1N4148高頻開(kāi)關(guān)二極管構成)和C5濾波，得到約20V的直流。作為充電控制部分的唯一電源。

由R4、RP2和TL431構成精密參考電壓4.15V(鋰離子電池的充電終止電壓)經(jīng)R12接到運放IC的同相輸入端3；當IC2的反相輸入端2低于4.15V時(shí)(充電過(guò)程中)，IC3輸出的高電位一方面使Q4飽和從而在 LED2兩端得到約2V的穩定電壓(LED的正向導通具有穩壓特性)，Q5與R6、R7便據此構成恒流電路I0=2-0.7R6+R7，另一方面R5使 Q3截止，LED3不亮。

當電池充滿(mǎn)(略大于4.15V)時(shí)，IC3的反相輸入端2略高于4.15V，運放便輸出低電位，此時(shí)Q4截止，恒流管Q5因完全得不到偏流而截止，因而停止充電。同時(shí)運放輸出的低電位經(jīng)R8使Q3導通，點(diǎn)亮LED3作為充滿(mǎn)狀態(tài)指示。

兩種充電模式由R6、R7決定。這個(gè)非序列值可以在E24序列電阻的標稱(chēng)值為918的電阻中找到，就用918的也行。

如果作為產(chǎn)品設計，這部分電路應當盡可能微型化(電流表電壓表只是在實(shí)驗品中調試時(shí)用，產(chǎn)品中不需要)，最好成為電池的附屬電路。主要元器件選擇

電源變壓器T1：5VA18V，這里利用現有的雙18V的，經(jīng)整流濾波后得到約24V的直流

繼電器J：DC24V，經(jīng)測量其可靠吸合電流為13mA

保險管FUSE：快速反應的1A

可調電阻RP1和RP2：用精密可調的

諧振電容C8：瓷介電容耐壓不小于63V

整流橋D5-D8：用高頻開(kāi)關(guān)管1N4148

精密電壓源：TL431

運放IC3：OPA335，TI公司的軌對軌精密單運放

晶體管Q3、Q4和Q5：要求漏電流小于0.1uA，放大倍數大于200，圖中已標型號

發(fā)光管LED2：普亮(紅)，正向VA特性盡可能陡直(動(dòng)態(tài)電阻小，穩壓特性好)

發(fā)送線(xiàn)圈L1：用U1mm的漆包線(xiàn)在U66mm的圓柱體(易拉罐正好)上密繞20匝，用502膠適當粘接，脫胎成桶形線(xiàn)圈

接收線(xiàn)圈L2：用U0.4mm的漆包線(xiàn)在同樣的圓柱體上密繞20匝，脫胎后整理成密圈形然后粘接固定。這是為了使接收單元盡可能薄型化

調試要點(diǎn)

在發(fā)送單元的FUSE1回路上串入電流表，以保持監測。按以下順序調試。

1 調工作頻率

調PR1使F1-F2產(chǎn)生的方波頻率與C8L1的諧振頻率一致。此時(shí)電流表的讀數最小，接收線(xiàn)圈L2所得的感應電壓最大，暫不接被充電池BT2

2 調基準電壓

保持L1與L2相距2cm并同軸，此時(shí)C5兩端的直流電壓應當有18-20V。調RP2使其兩端電壓為4.15V，這就是鋰離子電池的充電終止電壓。改變L1與L2的間距，在0-6cm之間基準電壓應當恒定為4.15V。任何一項調試必須在保證其他條件不變的情況下進(jìn)行。

3 調充電控制

增大L1與L2的間距(約55mm)，使C5兩端的直流電壓降為8V.或者關(guān)掉發(fā)送單元，在C5兩端接上8V的實(shí)驗電源。