近距離無(wú)線(xiàn)充電設計揭秘:詳解+原理圖
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。 近距離無(wú)線(xiàn)充電主要元器件選擇
●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
近距離無(wú)線(xiàn)充電器調試要點(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。
在運放輸出高電位的情況下,將R10換成5M的電位器,由大往小調,在能保證Q4完全飽和的情況下,對其電阻的最大值取3/4,成為調定的R10.這是為了即保證控制可靠,又要盡可能省電。
4 調充滿(mǎn)顯示
●在運放輸出高電位時(shí),保證Q3截止(LED3不亮)的前提下,R5取最大。
●在運放輸出低電位時(shí),在LED3中串入電流表,調R8使電流表讀數為0.5mA,此時(shí)LED3有足夠的亮度(方法同4-3,目的同4-3)。
●這樣,接收單元的充電控制電路總耗電不到2mA.其中R4支路有1mA左右,Q3和Q4有0.5mA(Q3和Q4不會(huì )同時(shí)導通),IC2耗電更小(小于0.01mA)。 近距離無(wú)線(xiàn)充電器性能測試
應保證L1與L2附近沒(méi)有其他金屬或磁介質(zhì)。

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