电子信息工程毕业设计-一种无线充电电源

本科学生毕业论文（设计）题 目 (中 文 ): 一 种 无 线 充 电 电 源(英 文 ): A kind of wireless charging power supply姓 名学 号院 （ 系 ）专 业 、 年 级指 导 教 师2014 年 4 月 8 日湖 南 科 技 学 院 本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计） ，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文（设计）作者签名：二 一 四 年 4 月 8 日 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 任 务 书课题名称：一种无线充电电源学生姓名：系 别：专 业：指导教师：2013 年 11 月 30 日A湖 南 科 技 学 院 本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 任 务 书1、 主 题 词 、 关 键 词 ： 无 线 充 电 、 电 磁 感 应 、 开 关 电 源 、 充 电 效 率 2、 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 内 容 要 求 ：（1） 探讨无线充电技术研究的意义（2） 概述无线充电技术理论（ 3） 无线充电电源发射模块设计研究（ 4） 无线充电电源接收模块设计研究（5） 无线充电电源效率测试及实验（6） 测试结果分析与无线充电技术展望 B3、 文 献 查 阅 指 引 ：1 陈 坚 ,陈 辉 明 ,董 文 辉 . 一 种 新 颖 的 无 接 触 充 电 电 路 J. 电 源 技 术 应 用 . 2005 2 肖 志 坚 ,韩 震 宇 ,李 绍 卓 . 关 于 便 携 式 电 子 设 备 新 型 无 线 充 电 系 统 的 研 究 J. 自 动 化 技 术 与 应 用 .2007 3 谭 林 林 ,黄 学 良 ,黄 辉 ,邹 玉 炜 ,李 慧 . 基 于 频 率 控 制 的 磁 耦 合 共 振 式 无 线 电 力 传 输 系 统 传 效 率 优先 控 制 J. 中 国 科 学 :技 术 科 学 . 20114 周 志 敏 ,周 纪 海 ,纪 爱 华 编 著 . 充 电 器 电 路 设 计 与 应 用 M. 人 民 邮 电 出 版 社 . 2005 5 刘 志 宇 ,都 东 ,齐 国 光 . 感 应 充 电 技 术 的 发 展 与 应 用 J. 电 力 电 子 技 术 . 2004 6 牛 中 奇 等 编 著 . 电 磁 场 理 论 基 础 M. 电 子 工 业 出 版 社 20017 Bhag Singh Guru,Huseyin R Hiziroglu.Electromagnetic Field and Electromagnetic WaveJ.20008 Qi System Desription of Wireless Power Transfer,Volume I:Low Power,Version1.0J. 2010 9 潘 力 . 一 种 锂 电 池 无 线 充 电 模 块 的 设 计 D. 电 子 科 技 大 学 2013 10 孟 庆 奎 . 手 机 无 线 充 电 技 术 的 研 究 D. 北 京 邮 电 大 学 2012 4、 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 进 度 安 排 ：第一阶段：2013 年 12 月 19 日2013 年 12 月 25 日，根据自身兴趣特长进行选题；制定计划、查阅相关资料、拟订提纲的基础上进行开题报告；第二阶段：2014 年 2 月 15 日2014 年 2 月 25 日，设计硬件电路；第三阶段：2014 年 3 月 15 日2014 年 4 月 30 日，完成实物设计，写出论文初稿；第四阶段：2014 年 5 月 8 日2014 年 5 月 16 日，定稿并打印出合格的毕业论文；第五阶段：2014 年 5 月 17 日2014 年 5 月 18 日，完成论文答辩。教 研 室 意 见 ：负 责 人 签 名 ： 注：本 任 务 书 一 式 三 份 ， 由 指 导 教 师 填 写 ， 经 教 研 室 审 批 后 一 份 下 达 给 学 生 ， 一 份 交 指 导 教 师 ， 一 份 留 系 里 存 档 。C湖 南 科 技 学 院 本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 开 题 报 告 书论 文 （ 设 计 ） 题 目 一 种 无 线 充 电 电 源作 者 姓 名 所 属 系 、 专 业 、 年级 电 子 工 程 系 电 子 信 息 工 程 专 业 2010 年 级指 导 教 师 姓 名 、 职称副教授 预计字数 10000 开题日期 2013.12.19选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解在科学技术高速发展的今天，以前有很多不可想象的事情也即将成为现实。令人不可思议的无线充电电源便是其中的一例。早在 19 世纪，物理学家兼电气工程 Nikola Tesla 就已经做了无线输电试验，但是，种种原因，这一伟大的科学设想终究没有取得实质性的成果。香港城市大学的许树源教授早在几年前就曾经成功研制出一种“无线电池充电平台”，可将数个电子产品放在一个充电平台上，透过低频电磁场充电。这种无线电池充电平台利用的就是变压器原理变化的磁场中闭合的金属线圈会产生电流。而英国 SplashPower 公司 2005 年初上市的无线充电器 Splash pads，就是变压器原理商业化的无线充电产品。但是，这种技术虽说无线，但是实质上并没有给用户带来真正意义上的无线充电感受，充电的设备必需放在感应板上。而随后一家名为 Powercast 的公司推出了一种适合中短距离使用的无线充电装置。Powercast 公司的射频充电器不需要充电垫子，电子设备搁置在距离发送器约 1m 范围内的任何地方都可以充电。但是这一技术在传输功率和距离上都还有很大的限制，可终究给这一领域带来了曙光。基于这一构想的无线充电电源仍然还只是个开始，离走近千家万户的日常生活、给人们带来方便还有一段距离。因此，这一吸引人的技术还有待人们进一步去开拓。无线充电目前还是一种比较前沿的新兴技术，在有线线路纵横交错的今天，人们试图节省更多的空间以享受更加人性化的电子时代生活。而无线充电技术正是向着人们的这一愿望发展的。一旦无线充电系统建成，人们将省去很多的麻烦，不再为便携式设备的充电问题而担忧，届时人们不再需要繁多的电源插孔，一间房子内，只要一个无线充电发射器，其他的所有设备，手机，笔记本电脑，台灯，MP3 等等，都不再需要单独的充电器，而且在一定范围内不受位置的影响，这将给人们带来很大程度的方便与非凡感受。D主要内容：绪论1 无线充电简介2 总体设计方案3 系统模块设计4 测试分析5 结论与展望研究方法：无线充电技术本身极具吸引力，项目通过查阅相关书籍以及网络资源深入了解无线充电的基本原理、发展现状以及该技术现在还存在的主要问题。本文从无线充电的基本原理出发，现阶段无线充电的发展情况，统合分析现阶段无线充电的技术特点，比较分析不同实现的优缺点，进一步提出自己对这些问题的尝试性解决方案。完成期限和采取的主要措施：完成期限：第一阶段：2013 年 12 月 19 日2013 年 12 月 25 日，根据自身兴趣特长进行选题；制定计划、查阅相关资料、拟订提纲的基础上进行开题报告；第二阶段：2014 年 2 月 15 日2014 年 2 月 25 日，设计硬件电路；第三阶段：2014 年 3 月 15 日2014 年 4 月 30 日，完成实物设计，写出论文初稿；第四阶段：2014 年 5 月 8 日2014 年 5 月 16 日，定稿并打印出合格的毕业论文；第五阶段：2014 年 5 月 17 日2014 年 5 月 18 日，完成论文答辩。采取的主要措施：1、密切联系毕业论文指导老师，虚心采纳意见和建议，保证论文设计按时顺利完成。2、认真阅读参考资料，结合自身所学的专业知识，积极思考，提出设计改进意见，力主创新。E主要参考资料：1 陈 坚 ,陈 辉 明 ,董 文 辉 . 一 种 新 颖 的 无 接 触 充 电 电 路 J. 电 源 技 术 应 用 . 2005 2 肖 志 坚 ,韩 震 宇 ,李 绍 卓 . 关 于 便 携 式 电 子 设 备 新 型 无 线 充 电 系 统 的 研 究 J. 自 动 化 技 术 与 应 用 .2007 3 谭 林 林 ,黄 学 良 ,黄 辉 ,邹 玉 炜 ,李 慧 . 基 于 频 率 控 制 的 磁 耦 合 共 振 式 无 线 电 力 传 输 系 统 传 效 率 优先 控 制 J. 中 国 科 学 :技 术 科 学 . 20114 周 志 敏 ,周 纪 海 ,纪 爱 华 编 著 . 充 电 器 电 路 设 计 与 应 用 M. 人 民 邮 电 出 版 社 . 2005 5 刘 志 宇 ,都 东 ,齐 国 光 . 感 应 充 电 技 术 的 发 展 与 应 用 J. 电 力 电 子 技 术 . 2004 6 牛 中 奇 等 编 著 . 电 磁 场 理 论 基 础 M. 电 子 工 业 出 版 社 20017 Bhag Singh Guru,Huseyin R Hiziroglu.Electromagnetic Field and Electromagnetic WaveJ.20008 Qi System Desription of Wireless Power Transfer,Volume I:Low Power,Version1.0J. 2010 9 潘 力 . 一 种 锂 电 池 无 线 充 电 模 块 的 设 计 D. 电 子 科 技 大 学 2013 10 孟 庆 奎 . 手 机 无 线 充 电 技 术 的 研 究 D. 北 京 邮 电 大 学 2012 指导教师意见：指导教师签名： 教研室意见：签 名： 年 月 日F开 题 报 告 会 纪 要时间 2013 月 12 月 19 日 地点 3 教 603姓 名 职务（职称） 姓 名 职务（职称） 姓 名 职务（职称）教授 副教授 讲师助教 助教与会人员会议记录摘要：1、无线充电技术的研究意义？为了解决不同便携式电子设备有线充电器不匹配而造成的不方便，浪费和环境污染问题，本论文着手设计了一款无线充电器。2、做了哪些前期工作？查阅相关书籍以及网络资源深入了解无线充电的基本原理、发展现状以及该技术现在还存在的主要问题。3、项目规划进程？第一阶段：2013 年 12 月 19 日2013 年 12 月 25 日，根据自身兴趣特长进行选题；制定计划、查阅相关资料；第二阶段：2014 年 2 月 15 日2014 年 2 月 25 日，设计硬件电路；第三阶段：2014 年 3 月 15 日2014 年 4 月 30 日，完成实物设计。会议主持人：记 录 人：年 月 日指导小组意见负责人签名： 年 月 日系部意见负责人签名：年 月 日注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份G湖南科技学院毕业论文（设计）中期检查表毕业论文（设计）题 目一种无线充电电源学生姓名 学 号系 别 电子工程系 专 业 电子信息工程指导教师 检查日期 2014.4.10指导教师检查情况记载及修改意见：已完成工作：1、无线充电原理分析；2、无线充电总体框图设计；3、无线充电电路图设计；4、测试与分析。下一步的工作：1、 文章结构存在问题；2、 绪论和结论叙述不规范；3、 无线充电效率分析不够完善；4、 继续论文的写作，不断完善。签名： 注：此表用于指导教师在 学 生 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 初 稿 完 成 后 对 学 生 执 行 任 务 书 情 况 进 行 中 期 检 查 时 用 ， 由 指 导 教师 填 写 。H湖南科技学院毕业设计（论文）指导过程记录表毕业论文(设计)题目 一种无线充电电源学生姓名 学号 专业班级 电信 1003 班指导教师 职称 副教授 系（教研室）电子工程系（电子科学与技术教研室）指导内容记录( 一)了解无线充电的设计流程，收集相关资料以及资料的整理，为论文设计做准备学 生 签 名 ： 2013 年 12 月 20 日指导教师签名： 2013 年 12 月 20 日指导内容记录( 二)分析无线充电的设计方案，提出设计方案的总体方框图学 生 签 名 ： 2014 年 3 月 10 日指导教师签名： 2014 年 3 月 10 日指导过程记录指导内容记录（三)无线充电与有线充电的对比，探讨出无线充电技术研究的必要性学 生 签 名 ： 2014 年 3 月 15 日指导教师签名： 2014 年 3 月 15 日I指导内容记录( 四)无线充电技术分类对比，选择一种最优的无线充电技术学 生 签 名 ： 2014 年 4 月 2 日指导教师签名： 2014 年 4 月 2 日指导内容记录( 五)无线充电功率传输过程学 生 签 名 ： 2014 年 4 月 10 日指导教师签名： 2014 年 4 月 10 日指导内容记录( 六)发射端与接收段的通信方式学 生 签 名 ： 2014 年 4 月 25 日指导教师签名： 2014 年 4 月 25 日指导内容记录( 七)无线充电效率分析学 生 签 名 ： 2014 年 4 月 28 日指导教师签名： 2014 年 4 月 28 日指导过程记录指导内容记录(八)论文初步定稿学 生 签 名 ： 2014 年 4 月 30 日指导教师签名： 2014 年 4 月 30 日答辩小组组长意见(对情况是否属实做出意见)J组长(签名)： 200 年 月 日注：本表与毕业论文一起装订存档。K湖南科技学院本科毕业论文（设计）评审表论文题目 一种无线充电电源作者姓名 所 属 系 、 专 业 、 年 级 电 子 工 程 系 电 子 信 息 工 程 专 业 2010 年 级指 导 教 师姓 名 、 职 称 副 教 授 字 数 10000 定 稿 日 期 2014.5.3中文摘要无线充电技术是通过电磁感应进行电力传输，将无线电能传输技术与锂电池管理技术相结合，实现移动便携电子设备的无线充电。在发射端，利用开关电源技术实现高效率 ACDC 变换为发射系统提供电能，利用 bq500410A 位置自由数字无线电源控制芯片与电压 /电流检测模块对无线电能传输进行控制管理，使用三个线圈发射阵列的扩展实现位置自由。在接收端，利用 bq5105x 无线电源接收器来实现高效ACDC 电能转换，对便携电子设备应用的锂电池进行充电控制。该技术能够实现在指定区域内的无线充电，从而省去电源线和插座的一种新型电源，并且符合 Qi 标准(全球首个无线充电标准)解决了不同类型便携电子设备的兼容性问题。关 键 词 无 线 充 电 ， 电 磁 感 应 ， 开 关 电 源 ， 充 电 效 率英文摘要The wireless charging technology completing the electricity transmission aims at achieving the wireless charging for the mobile portable electronics devices by combining the technology of the wireless power transmission and the lithium cell.On the transmitting terminal, it achieves the electricity supply for the transmission system via actualizing the high-efficiency convert of the AC-DC using the technology of the power switch. It achieves the administration of the wireless electricity transmission through utilizing bq500410A position-free digital wireless power-control chips and the module of the voltage/current detection and actualizes the position free by using the spread of the transmission array of three coils. On the receiving terminal, the power convert and the power charging for the backup lithium cells of the portable electronic devices is realized by utilizing the bq5105x wireless power receiver to actualize the AC-DC power convert.The technology is able to realize the wireless charging in the appointed area when there is no electrical source and sockets and solve the compatibility problems of the different portable electronics, for it is accordance with the Qi standard (the first standard of the wireless charging all over the world ).关 键 词 wireless charging，electromagnetic induction，switch power, charging efficiency L指导教师评定成绩评审基元 评审要素 评审内涵 满分指 导 教 师实 评 分目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符 合 本 学 科 的 理 论 发 展 ， 有 一 定 的 学 术 意 义 ； 对 经 济建 设 和 社 会 发 展 的 应 用 性 研 究 中 的 某 个 理 论 或 方 法 问题 进 行 研 究 ， 具 有 一 定 的 实 际 价 值 。10选题质量25%选题恰当 题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。 5查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。 10综合运用知识能力能 运 用 所 学 专 业 知 识 阐 述 问 题 ； 能 对 查 阅 的 资 料 进 行整 理 和 运 用 ； 能 对 其 科 学 论 点 进 行 论 证 。 10研究方案的设计能力 整 体 思 路 清 晰 ； 研 究 方 案 合 理 可 行 。 5研究方法和手段的运用能力能 运 用 本 学 科 常 规 研 究 方 法 及 相 关 研 究 手 段 （ 如 计 算机 、 实 验 仪 器 设 备 等 ） 进 行 实 验 、 实 践 并 加 工 处 理 、总 结 信 息 。10能力水平40%外文应用能力能 阅 读 、 翻 译 一 定 量 的 本 专 业 外 文 资 料 、 外 文 摘 要 和外 文 参 考 书 目 （ 特 殊 专 业 除 外 ） 体 现 一 定 的 外 语 水 平 。 5文题相符 较 好 地 完 成 论 文 选 题 的 目 的 要 求 。 5写作水平 论 点 鲜 明 ； 论 据 充 分 ； 条 理 清 晰 ； 语 言 流 畅 。 15写作规范 符 合 学 术 论 文 的 基 本 要 求 。 用 语 、 格 式 、 图 表 、 数 据 、量 和 单 位 、 各 种 资 料 引 用 规 范 化 、 符 合 标 准 。 10论文质量35%论文篇幅 10000 字 左 右 。 5实评总分 成绩等级 指导教师评审意见：指导教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分 90100 分记为优秀，8089 分记为良好，7079 分记为中等，6069 分记为及格，60 分以下记为不及格。M评阅教师评定成绩评审基元 评审要素 评审内涵 满分评 阅 教 师实 评 分目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符 合 本 学 科 的 理 论 发 展 ， 有 一 定 的 学 术 意 义 ； 对 经 济建 设 和 社 会 发 展 的 应 用 性 研 究 中 的 某 个 理 论 或 方 法 问题 进 行 研 究 ， 具 有 一 定 的 实 际 价 值 。10选题质量25%选题恰当 题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。 5查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。 10综合运用知识能力能 运 用 所 学 专 业 知 识 阐 述 问 题 ； 能 对 查 阅 的 资 料 进 行整 理 和 运 用 ； 能 对 其 科 学 论 点 进 行 论 证 。 10研究方案的设计能力 整 体 思 路 清 晰 ； 研 究 方 案 合 理 可 行 。 5研究方法和手段的运用能力能 运 用 本 学 科 常 规 研 究 方 法 及 相 关 研 究 手 段 （ 如 计 算机 、 实 验 仪 器 设 备 等 ） 进 行 实 验 、 实 践 并 加 工 处 理 、总 结 信 息 。10能力水平40%外文应用能力能 阅 读 、 翻 译 一 定 量 的 本 专 业 外 文 资 料 、 外 文 摘 要 和外 文 参 考 书 目 （ 特 殊 专 业 除 外 ） 体 现 一 定 的 外 语 水 平 。 5文题相符 较 好 地 完 成 论 文 选 题 的 目 的 要 求 。 5写作水平 论 点 鲜 明 ； 论 据 充 分 ； 条 理 清 晰 ； 语 言 流 畅 。 15写作规范 符 合 学 术 论 文 的 基 本 要 求 。 用 语 、 格 式 、 图 表 、 数 据 、量 和 单 位 、 各 种 资 料 引 用 规 范 化 、 符 合 标 准 。 10论文质量35%论文篇幅 10000 字 左 右 。 5实评总分 成绩等级 评阅教师评审意见：评阅教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分 90100 分记为优秀，8089 分记为良好，7079 分记为中等，6069 分记为及格，60 分以下记为不及格。N湖南科技学院本科毕业论文（设计）答辩记录表论文题目 一种无线充电电源作者姓名 所属系、专业、年级 电子工程系 电子信息工程专业 2010 年级指导教师姓名、职称 副教授答 辩 会 纪 要时间 2014 年 5 月 18 日 地点 3 教 603姓 名 职务（职称） 姓 名 职务（职称） 姓 名 职务（职称）李春树 教授 副教授 廖朝阳 讲师唐锟 助教 陈光辉 助教答辩小组成员答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：1、给手机充电的波形是什么波？手机端接收的波形是正弦波，先通过同步整流，再电压调节后给手机直流充电。充电过程的不同阶段电流的大小不同。二、无线充电电源是否有辐射？以目前的技术来看无线充电电源辐射问题已经解决得差不多了，不会对人体造成伤害。三、无线充电技术还有哪些不足之处？无线充电最大的不足之处在于它的充电时间和充电效率，这两个方面是无线充电技术应该改进的地方。会议主持人：记 录 人：年 月 日O答辩小组意见评语：评定等级：负责人（签名）： 年 月 日系学位委员会意见评语：论文（设计）最终评定等级：负责人（签名）： 系部（公章） 年 月 日校学位委员会意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年 月 日I目 录绪论 .11 无线充电技术简介 .21.1 无线充电原理 .21.2 无线充电技术分类和对比 .31.2.1 无线充电技术分类 .31.2.2 无线充电技术对比 .51.3 无线充电与有线充电技术对比 .52 总体方案设计 .62.1 系统方案框图 .62.2 控制流程 .7 2.2.1 功率传输控制流程 .72.2.2 功率传输停止流程 .83 系统模块电路设计 .93.1 发射端设计 .93.1.1 发射端原理框图 .93.1.2 控制器与控制电路 .103.1.3 电源部分电路 .113.1.4 监控电路 .123.1.5 发射电路 .133.2 接收端设计 .143.2.1 接收端原理框图 .143.2.2 控制器与接收端电路 .153.2.3 接收端通信电路 .163.2.4 接收端金属物检测 .17 4 测试分析 .194.1 充电效率 .19II4.1.1 影响充电效率的因素 .194.1.2 实际线圈的选取 .214.2 测试结果与分析 .245 结论与展望 .26参考文献 .27致 谢 .28III插图索引图 1 感应电动势示意图 .3图 2 电磁感应方式实现电能传输示意图 .4图 3 电波辐射传输系统组成方框图 .4图 4 系统方框图 .6图 5 功率传输控制电路图 .7图 6 功率传输停止流程图 .8图 7 充电端原理图 .9图 8 充电器端控制芯片框图 .10图 9 控制单元图 .11图 10 充电器端 ACDC 电路图 .12图 11 充电器端 DCDC 电路图 .12图 12 低功耗监控电路图 .13图 13 电流检测电路图 .13图 14 发射电路图 .14图 15 接收端原理框图 .14图 16 接收端控制芯片内部框图 .15图 17 接收端电路图 .16图 18 接收端通信方式图 .16图 19 充电前金属物检测流程图 .17图 20 充电中金属物检测流程图 .18图 21 金属物检测原理图 .18图 22 接发线圈电磁传输示意图 .19图 23 在 Q 值为 100 时发射线圈与接收线圈之间的距离与发射线圈直径的比值之比和传输效率之间的关系图 .20图 24 线圈相对位置关系和间距与耦合度之间的关系图 .21IV图 25 初次级线圈距离和耦合系数关系图 .22图 26 初次级线圈距离和传输损耗关系图 .23图 27 初次级线圈距离和接收损耗关系图 .23图 28 初次级线圈距离和效率关系图 .23图 29 无线充电器充电效率图 .24图 30 无线充电器充电时间图 .24V一种无线充电电源摘 要无线充电技术是通过电磁感应进行电力传输，将无线电能传输技术与锂电池管理技术相结合，实现移动便携电子设备的无线充电。在发射端，利用开关电源技术实现高效率 ACDC 变换为发射系统提供电能，利用 bq500410A 位置自由数字无线电源控制芯片与电压 /电流检测模块对无线电能传输进行控制管理，使用三个线圈发射阵列的扩展实现位置自由。在接收端，利用 bq5105x 无线电源接收器来实现高效 ACDC 电能转换，对便携电子设备应用的锂电池进行充电控制。该技术能够实现在指定区域内的无线充电，从而省去电源线和插座的一种新型电源，并且符合 Qi 标准(全球首个无线充电标准)解决了不同类型便携电子设备的兼容性问题。【 关 键 词 】 ： 无 线 充 电 电 磁 感 应 开 关 电 源 充 电 效 率VIA kind of wireless charging power supplyAbstractThe wireless charging technology completing the electricity transmission aims at achieving the wireless charging for the mobile portable electronics devices by combining the technology of the wireless power transmission and the lithium cell.On the transmitting terminal, it achieves the electricity supply for the transmission system via actualizing the high-efficiency convert of the AC-DC using the technology of the power switch. It achieves the administration of the wireless electricity transmission through utilizing bq500410A position-free digital wireless power-control chips and the module of the voltage/current detection and actualizes the position free by using the spread of the transmission array of three coils. On the receiving terminal, the power convert and the power charging for the backup lithium cells of the portable electronic devices is realized by utilizing the bq5105x wireless power receiver to actualize the AC-DC power convert.The technology is able to realize the wireless charging in the appointed area when there is no electrical source and sockets and solve the compatibility problems of the different portable electronics, for it is accordance with the Qi standard (the first standard of the wireless charging all over the world ).【Keywords】:wireless charging electromagnetic induction switch power charging efficiency 1绪论随着电子信息产业的蓬勃发展促使着各种各样的便携式电子产品如手机、平板电脑、随身听、数码相机等越来越多的出现。每一个便携电子设备都需要配一个充电器，每换一次电子产品，旧的充电器也就基本被废弃，这即造成了很大的浪费，也对环境也照成更严重的负担，其主要原因是不同电子产品的充电器不兼容。根据调查，许多消费者对于各种繁杂的电源线，数据线等电子产品配件的不通用感到十分苦恼，人们需要随时随地都能使用的方便的充电装置。在科学技术高速发展的今天，以前有很多不可想象的事情也即将成为现实。令人不可思议的无线充电电源便是其中的一例。早在 19 世纪，物理学家兼电气工程 Nikola Tesla 就已经做了无线输电试验，但是，种种原因，这一伟大的科学设想终究没有取得实质性的成果。香港城市大学的许树源教授早在几年前就曾经成功研制出一种“无线电池充电平台”，可将数个电子产品放在一个充电平台上，透过低频电磁场充电，这种无线电池充电平台利用的就是变压器原理变化的磁场中闭合的金属线圈会产生电流，而英国 SplashPower 公司 2005年初上市的无线充电器 Splash pads，就是变压器原理商业化的无线充电产品 1。但是，这种技术虽说无线，但是实质上并没有给用户带来真正意义上的无线充电感受，充电的设备必需放在感应板上。而随后一家名为 Powercast 的公司推出了一种适合中短距离使用的无线充电装置，Powercast 公司的射频充电器不需要充电垫子 2，电子设备搁置在距离发送器约 1m 范围内的任何地方都可以充电，但是这一技术在传输功率和距离上都还有很大的限制，可终究给这一领域带来了曙光。基于这一构想的无线充电电源仍然还只是个开始，离走近千家万户的日常生活、给人们带来方便还有一段距离。因此，这一吸引人的技术还有待人们进一步去开拓。无线充电目前还是一种比较先进的科学技术，在有线电路纵横交错的今天，人们不断进行实验，试图节省更多的空间以享受更加人性化的电子生活时代。而无线充电技术正是向着人们的这一愿望发展的。一旦无线充电系统建成，人们将省去很多的麻烦，不再为便携式设备的充电问题而担忧，届时人们不再需要繁多的电源插孔，一间房子内，只要一个无线充电发射器，其他符合 Qi 标准设备，如手机，笔记本电脑，台灯，MP3 等等，都不再需要单独的充电器，而且在一定范围内不受位置的影响，这将给人们带来很大程度的方便与非凡感受。本课题主要研究的是无线充电的原理和实现方法，无线充电采用电磁感应原理通过发射模块的发射线圈把电能传输给接收模块的接收线圈，再通过接收模块的处理从而达到给手机充电的目的。21 无线充电技术简介1.1 无线充电原理电磁感应定理是在中学时代就已经接触过的物理理论，其主要原理是闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电动势，有了电动势就会形成电流。这种切割磁感线产生电流的现象就是电磁感应现象。其产生的电流就是感应电流。导体放在变化的磁通量中也会产生电动势，这个电动势称为感应电动势，从而我们可以推理如果将此导体闭合成一个回路，在此电动势的作用下就会在导体内形成电流，其实闭合电路的一段导体在做切割磁感线运动本质上就是整个闭合导体面积范围内磁通量的变化，因此可以通过该原理给线圈一个不断变化的磁通量，线圈中就会产生相应的电流，再将这个电流整流成直流为手机充电。换句话说无线充电是让充电器和被充电设备之间充满磁场，进而利用磁场携带的能量来传输电能。因为充电器和便携电子设备之间没有直接的接触，线圈中的电流和电压是通过磁场耦合生成的，本质上讲，它是通过一对距离相对较近的相互耦合的电感线圈来实现电和磁的转化的。电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化，对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系。以下是电磁感应电动势的计算公式：E=n*/t （式