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三江学院
本科生毕业设计（论文）
题目小功率无线充电器设计
电气与自动化工程学院（系）电气工程及其自动化专业学生姓名学号
指导教师职称
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指导教师工作单位电气与自动化工程学院
起讫日期
摘要
无线充电器是指采用电磁感应原理来充电的器材，原理很像变压器。这个系统有两个端口，一个是发射端，一个是接受端，发射端和接受端都是由线圈构成，发射端线圈和电路相连可以发射电磁波，接收端接收电磁波后连接到内部电路产生直流电压。因为这种技术还没有完全成熟很多厂商都在研究这个技术，他们对这种技术都有自己的叫法，例如无线充电、感应电力、不接触充电、无接点充电都是指这种的技术，供电与受电端交互作用就是电磁感应，所以无线充电技术是广义的词没有绝对的参数设定。无线充电技术有很多好处，例如非常方便，通用，安全，很多电气设备都可以使用一种充电基站，相信在将来，所有的设备都会用无线充电。这给人们带来的意义和影响非常重大。这篇文章讲解一种以电磁感应原理为基础在运用一些无线充电控制芯片实现电能传输的无线充电器装置。对电磁感应原理，系统电路和控制芯片进行了重要分析。
关键词：电磁感应；无线充电技术；无线充电控制芯片
ABSTRACT
Wireless charger is the principle of electromagnetic induction to charge the equipment, principles like transformers. This system has two ports, one transmitter and one receiving end , the transmitting end and the receiving end is constituted by a coil , the transmitter coil and the circuit connected to the electromagnetic wave can be transmitted , the receiving side receives an electromagnetic wave generating circuit connected to a DC voltage to the internal . Because this technology is not yet fully mature , many manufacturers are looking at this technology, they have their own name for this technology , such as wireless charging , inductive electricity, do not touch the charge , non-contact charging all refer to this technology, interaction with the receiving end power is electromagnetic induction , the wireless charging technology is a broad term there is no absolute parameters. Wireless charging technology has many advantages , such as very convenient , universal , safe, many electrical devices can use a rechargeable base , I believe that in the future, all devices will use wireless charging . This gave rise to a very substantial significance and impact . This article explains a kind of electromagnetic induction principle is based on the use of some wireless charging control chip wireless power transmission device charger . On the principle of electromagnetic induction , circuits and control systems important chip analysis .
Key words: Electromagnetic induction principle; Wireless charging technology;
Wireless charging control chip；
目录
第一章绪论 (1)
无线充电技术的概论 (1)
电磁感应技术 (1)
电磁共振技术 (1)
无线电波技术 (1)
无线充电研究现状 (2)
无线充电研究的意义 (3)
第二章电磁感应原理 (4)
电磁感应发现 (4)
电磁感应基本概念 (5)
磁通量 (5)
电磁感应现象 (5)
能量的转化 (6)
感应电动势 (6)
计算公式 (6)
电磁感应意义 (6)
第三章电路设计 (8)
结构设计 (8)
具体电路设计 (9)
无线充电器主电路设计 (9)
控制芯片的简介 (10)
无线充电器分电路设计 (12)
第四章测试结果与分析 (16)
结果分析 (16)
结束语 (19)
致谢 (20)
参考文献 (21)
第一章绪论
无线充电技术的概论
用无线电来传输电能的技术即所谓的无线电源技术。因为要能够满足对电能质量的需求，所以要求传输的效率高、功率大；并且能够研究应用它的领域非常广泛，如因它相差很大的传输功率，从大的磁悬浮列车上的几兆瓦功率到机器人、电动汽车的上千瓦功率到小型器材的几十瓦功率再到用于生物技术的几十毫瓦。目前拥有三种比较成熟的技术，无线电波技术、电磁感应技术、电磁共振技术。
1.1.1电磁感应技术
这种技术类似电力系统中经常用的变压器原理。将交变电流接入变压器的原边，根据电磁感应原理副边就会产生出现相对应的感应电动势，此时若副边电路连通，便能产生感应电流，利用麦克斯韦电磁理论可求得它的大小，方向可以用楞次定律知道。所以发射端的线圈就相当于变压器的原边，接收端的线圈就是变压器的副边，这样的话就可以完成电的无线传输。制作成本较之十分低、结构简单、技术牢靠、大功率传输是这种传输方式的优点；但是这种方式传输距离特别短，充电器要远离其他金属物品，不然可能向其他金属物品充电可能导致其发热发生火灾。
1.1.2电磁共振技术
电磁共振耦合原理是无线充电的技术基础，需要以感应线圈做成的发射和接收的两个共振线圈系统。通过改变发射频率的高低从而使发射端以一种很高的频率振动，这会在两个线圈之间产生一种能量通道。因为发射点的频率同接收点的固定频率一样，于是共振就产生了。接收点感应器电压的产生就来源于每一次的共振。当共振的次数达到一定数量，感应器才能产生足够多的能量，才能在非辐射磁场中让接收端产生很多的能量，完成磁到电的变换，最终实现无线传送电能。在保护了电磁共振技术所需的频率后，它的传输距离最远可达3至4米，并且传输的功率很大，它要求传输频率特别高，在很近的范围内要求频率达到好几MHZ。
1.1.3无线电波技术
无线电波技术是利用微波或激光形式来进行电能的远距离传送，系统由以下部分构成：发射天线，接收天线，高频电磁波整流器，电磁波发生器，有线电网和变电设备。
电磁波发生器也叫做激光器或微波源，它可以让电源发送的电能转化的大功率、高频的电磁波然后反馈给发射天线；发射天线发送电磁波；电磁波被接收天线接收，发射天线吸收能量然后接入高频电磁波的整流器，高压直流电产生了，然后逆变，之后就可以接入电网。这种方式传输的距离是最远的，但是他的传输
无线充电研究现状
在国内,现在的研究方面是“耦合变压器的技术”,该技术主要运用于感应充电或磁悬浮列车等几个方面,并且无线传送的距离非常小。相对于国外而言，国内的感应耦合电能传输技术刚刚发展，近几年对这种电能传输技术进行相关研究的也包括严陆光和西交大的王兆安，并在国内发表了几篇研究文章。在2002年《电气传动》上发表了一篇相关的文章,这篇文章的作者是西安学院的李发教授发表的。与国际上在该领域研发工作处于先进水平的新西兰波依斯进行了更深层次的交流和合作的重庆大学电气与自动化学院无线电能传输技术研发组，对国内外无线电能接入技术理论与实用技术开始研究并在理论与技术上有了很大的突破。该课题组在2007年终于有所突破并且掌握了无线供电的关键技术，这样他们制作出了一种无线传输装置，传输效率极高为70％，而且能够向很多个用电装置同时供电，即其供电的稳定性很高。
目前我国在这方面的技术仍然是理论研究阶段，在最近的这几年我们的科研专家才有所突破，但是都是在实验室的研究阶段没有任何实际应用的发面。国内的一流科学家主要研究的方向是系统频率和原副边的补偿电路的拓扑方面。
现如今无线充电没有广泛应用，也有好几种标准，主要的有三种标准：Power Matters Alliance（PMA）标准、Qi标准、Alliance for Wireless Power（A4WP）标准。
Power Matters Alliance标准
Power Matters Alliance标准是由Duracell Powermat公司发起的，该公司实力非常强并且还是Alliance for Wireless Power（A4WP）标准的支持成员之一。
AT&T、Google和星巴克这三家公司都加入了PMA联盟。PMA联盟一直在研究无线充电并且为其制定标准，在无线充电方面走的世界前沿。
Qi标准
Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟（Wireless Power Consortium，简称WPC）推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。Qi可以让所有标识了Qi的产品都用一样的充电设备充电，这样所有的电子产品就可以用同一种充电器充电，非常方便。这就可以大规模充电。
Qi采用了目前最为主流的电磁感应技术。这个方面，中国的研究领先世界。Qi主要是手机无线充电当面，目前三星，苹果等著名的手机公司都加入Qi联盟。
A4WP标准
A4WP是Alliance for Wireless Power标准的简称，由美国高通公司、韩国三星公司和Powermat公司共同创建的无线充电联盟创建。该联盟还包括Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker Acustic和SK Telecom等成员，目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。
该无线充电联盟将重点引入“电磁谐振无线充电”技术，与Qi的“电磁感应技术”有所区别，这两种技术各有千秋。前者传输效率可能较低，但可以实现稍远距离的无线充电。后者需要近距离接触，但这样充电效率较高。
A4WP标准组成联盟希望让无线充电迅速普及，让用户在任何地方都可进行无线充电。
无线充电研究的意义
无线充电是人们的追求,无线充电技术肯定降成为充电系统的最主要的方式，代替现在的充电方式。无线充电系统非常方便，在生活中也是安全，可靠的，所以他有很好的市场前景。
首先，它可以让目前电子产品的充电接口大部分都不兼容的现象得到很大改善，让消费者没必要携带很多充电器和充电线，只要需要充电的电子产品放在发射器的附近，就可以用来充电了。
其次，就是现在广泛应用的医疗器件，例如心脏起搏器，七八年后就需要动手术来用来换电池。可以对心脏起搏器无线充电，那就不要手术了，也减轻了病人的疼痛。
然后，现在大多数传感器需要无线充电了，例如在墙体里的传感器，把它接上线或者拿出来充电是不现实的，并且还有用于远程的监控和查看的传感器，都必须需要无线充电。
还有就是无线充电安全系数高，生活里一些电气设备工作的潮湿的环境里，那些在外面的充电接口有很大的安全隐患。如果用无线充电技术，线圈接收端放在设备的内部中，这样这些设备的外表就全封闭了。安全隐患会变得小很多。
最后，无线充电也能为市政交通做出贡献。2009年2月，在美国的研究员研制出第一辆采用无线充电的电动车，它不想地铁那样用车顶上的电线得到能量，它只要在有电感应带的路面上行驶时便可边走边充电。这种类型的车叫作网E电动车，由在地面下10 厘米处的充电带提供电力驱动电机。而且通过实验表明，这种无线充电系统中的磁场对人体并无任何危害。
最值得关注的是，解决消耗越来越大、乱如麻的电线和电池的环境污染带来的困扰，解决人类非常强烈的电能热爱，无线充电技术是很好的解决途径。
第二章电磁感应原理
电磁感应发现
在电磁感应发现之后，对它的研究就没有断过，有些著名科学家在研究它的逆效应，他们猜测磁能否产生电及磁能否对电产生影响问题；1823年在测量地磁强度的时候，阿喇戈发现金属对其附近磁场的振荡有作用，于是在1825年，阿喇戈在发现这个现象后进行了一次铜盘实验，实验中大仙自由悬挂在上方的磁针会随着转到的铜盘的转到而转到，但磁针的旋转和铜盘并不是同步。因为当时科技原因没有直接发现感应电流，而发现最早的电磁感应现象是电磁阻尼和电磁驱动，并且没有文字说明。
在十九世纪法拉第将一个长方形的铁环的两边都绕上线圈，其中一个线圈接入一个闭合回路，在导线下端平行放了一根磁针；而另一个线圈与电池组相连，接上开关，形成闭合回路。发现了在切断开关后，磁针偏转；在合上开关后，磁针反向偏转，这就表明在另一端的线圈中有感应。在发现这种现象后，法拉第紧接着做了很多实验，分为5类情况：变化的电流，变化的磁场，运动的磁铁，运动着的恒定电流和在磁场中运动的导体，并把这些现象定名为电磁感应。在实验操作中他发现，感应电流的产生大小与导体本身的导电能力成正比。由此发现，感应电动势会导致感应电流的产生，且就算没有回路和感应电流，感应电动势也会一直存在。
楞次定律用来确定感应电流方向和法拉第电磁感应定律描述电磁感应定量规律。他们产生的原因不同，然后将感应电动势分为动生和感生两种，前者是因为洛伦兹力产生，后面的是由于变化磁场产生的有旋电场。
法拉第电磁感应定律是一直做了成百上千次试验才得出的定律。在现在已经被正式化，他有许多其他的版本，现在都是被称为电磁学的国宝。
法拉第电磁感应定律是由于法拉第于1832年所做的实验。在这同一时间也有人发现这电与磁的关系但是他发表万物法拉第。
楞次定律的发现为判别感应电动势的方向和生成感应电动势的电流方向提供了一种方法。
电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动导体中就会产生电流的现象，这是因为磁通量会发生变化然后产生电动势这样就可以产生电流，产生的电流称为感应电流。上面是初中物理课本定义的电磁感应现象，但是没有对电磁感应现象进行全面的概述，具体应该为：改变磁场强度，不改变闭合线圈的面积，这样磁通量也会产生变化，也会有感应电流产生。所以本质的概述是，电磁感应现象是因磁通量发生变化而产生感应电流的现象。
电磁感应基本概念
2.2.1磁通量
在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，设该平面的面积为S，磁感应强度是B。
(1)定义：在匀强磁场中磁感应强度B与垂直磁场方向平面的面积S的乘积是一个面的磁通量。
(2)公式：Φ=BS
当平面与磁场方向不垂直时：
Φ=BS⊥=BScosθ（θ为两个平面的二面角）
(3)物理意义
穿过一个面的磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。
(4)单位WB
在国际单位中，磁通量单位是韦伯，称韦，符号就是Wb。
1Wb=1T·1m2=1V·s。
2.2.2电磁感应现象
(1)电磁感应现象：闭合电路中的部分导体在做切割磁感线运动时，闭合电路中会产生感应电流这种现象叫做电磁感应现象。
(2)感应电流定义：电磁感应现象中所产生的电流就是感应电流。
(3) 电磁感应现象产生的条件：
①两种不同表述
a．闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动
b．穿过闭合电路的磁场发生变化
②两种表述的比较和统一
a．两种情况所产生感应电流的根本原因不一样
闭合电路中的部分导体与磁场产生相对运动时，导体中的自由电子跟随导体一起运动，然后受到洛伦兹力的一个分力从而是自由电子发生定向移动然后形成电流，这种情况所产生的电流称为动生电流。
当穿过闭合回路的磁场发生变化时，我们知道变化的磁场周围会产生电场，电场会使导体中的自由电子发生定向移动形成电流，由这种情况所产生的电流称为感生电流。
b．两种表述的统一
两种表述可统一为穿过闭合电路的磁通量发生变化。
③产生电磁感应现象的条件
在任何情况下，只要穿过闭合的电路的磁通量一旦发生变化，闭合电路中就
条件：1．闭合回路，2．部分导体， 3．做切割磁感线的运动
2.2.3能量的转化
自然界普遍规律之一的能的转化守恒定律，同样也适用于电磁感应现象。2.2.4感应电动势
(1)感应电动势定义：在电磁感应现象中产生的电动势，就叫做感应电动势。其方向是低电势指向高电势。
(2) 产生感应电动势的条件：磁通量在穿过回路时发生一定的变化。
(3)方向规定：内部电路中的感应电流方向，为感应电动势的方向。
(4)物理的意义：感应电动势是电磁感应现象根本的物理量。
(5)反电动势的定义：电动机转动时候，线圈中会产生一定感应电动势，这种感应电动势起到削弱电源电动势的作用。
计算公式
1感应电动势的大小计算公式
(1)E=nΔΦ/Δt（法拉第电磁感应定律，E：感应电动势V，n：感应线圈的匝数，ΔΦ/Δt：磁通量变化率）。
(2)E=BLVsinB(做切割磁感线运动) ，E=BLV中的V和L的方向不会和磁感线平行，但是可以不跟磁感线垂直，公式中sinB中B为V或L与磁感线的夹角。（L:做切割磁感线运动的有效长度m），主要用于计算瞬时感应电动势，有时也用来求平均电动势。
(3)Em=nBSω（交流电机的最大感应电动势）（Em:感应电动势最大值）。
(4)E=B(L^2)ω/2（导体一端固定以角速度ω旋转切割）（ω：角速度单位rad/s，V:速度单位m/s，L^2是L的平方）。
2.磁通量Φ=BS （Φ：磁通量单位Wb,B:磁场的磁感应强度T,S:正对面积单位是平方米）变化的磁通量计算公式为△Φ=Φ1-Φ2 或者△Φ=B△S=BLV△t。
3.感应电动势的正负极可采用感应电流的方向判定（电源里面的电流方向：负极流向正极）。
4特别注意Φ，△Φ，△Φ/△t无必然联系，E与电阻无关 E=n△Φ/△t 。电动势的单位是伏特V ，磁通量单位是韦伯Wb ，时间的单位是秒s。
电磁感应意义
通过法拉第的电磁实验表明，只要穿过闭合回路的磁通量产生变化就会有感应电流产生，产生的电流为感应电流，这种现象称之为电磁感应现象。
感应电动势用符号ε表示，就是ε=nΔΦ/Δt。
根据大量实验事实，法拉第得出定律：电路中感应电动势的大小，和穿过这一电路的磁通变化率成正比，随着其变大而变大。
电磁学中最重要的发现就是电磁感应现象，它证明了电和磁之间的相互联系。并且法拉第电磁感应定律有很重要的意义：首先，很据电磁感应的原理，人类制造出电动机、发电机，使电能的大规模应用和远距离传送成为现实；其次，在电子技术、电工技术以及很多电磁测量等很多方面电磁感应现象都有重要的作用。人类社会从此进入了电气化时代。
第三章电路设计
结构设计
电磁感应原理是无线充电系统的基础原理, 通过线圈电磁波的发射与接收实现能量之间的传递。根据原理设计下图，这个系统工作时，输入端直接采用24V直流电供电，也可以用市电然后经过整流编程24V直流电为该电路供电。然后经过一些特殊芯片和LC震荡发生器产生电磁波，然后接受线圈得到电压，在经过整流和特殊芯片的处理会产生5V直流电为电池供电。
图2-1 系统原理图
根据电磁感应原理设计，系统的结构图设计如下。
图2-2 系统结构图
根据电磁感应原理，利用原边线圈和副边线圈的两个线圈的电磁感应，实现电能的传送。系统简化电路图如下。
图2-3 互感原理图
具体电路设计
3.2.1无线充电器主电路设计
图3-1 无线充电器主电路图
该系统用12V直流电供电，XKT-408A是一种无线充电，供电的控制芯片。在12V直流电供电的情况下，由于电容整流使得输出电压稳定。在XKT-408A6端的控制下然后使IRF7492输出一个稳定的低电压，然后与12V直流电压产生电势差，然后在电容与电感共同作用的情况下，产生LC震荡，这样的话就会产生一个稳定的高频的电磁波。
3.2.2控制芯片的简介
图3-2 XKT-408引脚图
一．简介：
这款XKT-408 系列集成电路，采用了CMOS 制程工艺，稳定性能好、具有精度高等特点，专门用于无线感应智能充电、供电管理系统中，可靠性能高。XKT-408 负责处理该系统中的无线电能传输功能，采用电磁能量转换原理并配合接收部分做能量转换及电路的实时监控；负责各种电池的快速充电智能控制，很多可靠的无线快速充电器、无线电源供电器都是由XKT-408和一些少数的外部元件构成。
二．特点：
1 自动频率锁定
2 自动检测负载
3 自动功率控制
4 高速能量输出传送
5 高效电磁能量转换
6 高密度能量输出
7 智能检测系统，免调试
7 工作电压：DC 3V~15V
8 高度集成化，仅几个普通外围元件
10 经过严格测试及批量生产，性能稳定
三．应用范围：
医疗产品、军用产品、防水产品、安防产品、玩具产品、成人用品、数码产品、MP3和MP4、手机、手持家用电器等的电池无线充电、无线供电。
四．脚位图：
1脚 FIN 频率检测；
2脚 AIN 电压检测；3脚 AO 功能调节；
4脚 GND 地；
5脚 OUT2 高压工作接口；
6脚 OUT1 普通输出口；
7脚 IN 检测接口；
8脚 VDD 电源正极。
五．典型应用电路图：
1．小功率微体积应用电路
图3-3 XKT-408应用图1 2．直流大功率应用电路
图3-4 XKT-408引用图2
七．工作极限参数：
工作温度：-55℃to+125℃
存储温度：-65℃to+150℃
最大工作电压：15V
输出驱动电流：800mA
3.2.3无线充电器分电路设计
图3-5 无线充电器分电路
主电路产生高频的电磁波后，由于电磁感应原理，这边的感应线圈会产生高频的电磁波，然后由四个二极管和两个电容进行整流和滤波得到12V的直流电。然后接入CS51414降压输出稳定的5V的直流电。
3.2.4CS51414介绍
产品CS5141X 系列是1.5A 的降压转换器这类器件是以固定频率260KHz 和520KHz 工作的，它们使用V2TM控制结构来提供无与能比的瞬时反应，这对于如今的高速逻辑器件来说是最好的，全局调整控制也是最简单的环路，补偿这些产品的输入电压为: 到40V。
CS51411 和CS51413 是带有同步电路系统的，为了提高效率尤其是在高输入电压低负载的情况下，CS51412和CS51414 能够选择从到的外部电源启动控制器。
内部集成的NPN 晶体管能够提供最小值为1.5A 的输出电流为了确保饱和通过一个外部的”boost”电容偏置这样就可以使芯片内部的电源损耗最小化保护电
功能上是引脚兼容的而CS51412和CS51414 与LT1376 在功能上是引脚兼容的。
特点
1 V
2 结构提供超快速瞬时反应提高了调整能力和简化了设计
2 误差放大器参考电压精度为%
3 短路状态下开关频率减少为正常频率的1/
4 以达到减少电源损耗的功能
4 BOOST 引脚允许进行Bootstrapped 操作以得到最大效率
5 同步功能可使电源并行工作或使噪音最小
6 关闭引脚提供电源关断功能
7 电源关断时静止电流为85 A
8 热关断
9 软启动
10 与 LT1375 和LT1376 引脚兼容
引脚描述
1 脚BOOST， BOOST 提供附加的驱动电压给内部集成的功率晶体管通过开关电压的减少使得效率提高。
2 脚VIN，此引脚是集成电路的主要输入电源。
3 脚VSW，这就是与芯片内部的NPN 电源晶体管的发射极连接的部分也是开关到电感的输出端在开关关闭时间内这个引脚受控于负电压在正常运行时一个嵌位二级管对引脚电压进行嵌位在开关节点回扫阶段内节点可以承受小于50ns 的电压。
4 脚BIAS，当一个低电压源运行内部电路当此特性未使用时BIAS 引脚是悬空的，BIAS 引脚主要作用是提高效率允许IC通过稳压输出。
5 脚SHDNB ，关闭端引脚是低触发的与TTL 兼容当引脚电压降至以下时IC 进入睡眠状态电流低于85uA 在正常工作时此引脚应该被悬空
6 脚GND ，IC 的电源返回脚
7 脚VFB， FB 引脚为误差放大器的反向输入端提供输入电压如果VFB 低于振动频率就会变为正常值的1/4 限制电流被折回到大约1A 这一特性可以在电流过大或短路情况下保护芯片。
8 脚VC ，VC 引脚电压为误差放大器的输出端和PWM 比较器的输入端提供一个连接点当输入电流超过时内部的测试电路被击活外部应避免驱动该引脚。
内部结构图
图3-6 CS51414内部电路图
一般应用的电路图
一反向转换器
图3-7 CS51414应用图1
二降压转换器
图3-8 CS51414应用图2
笔记本AC电源适配器设计方案[图] 作者：安森美半导体|出处：21IC中国电子网| 2011-05-31 16:16:17 |阅读：1182次 笔记本AC电源适配器设计方案[图],笔记本电脑的应用非常广泛，且市场规模持续快速增长。相应地，笔记本电脑电源适配器的市场也非常可观。用户 笔记本电脑的应用非常广泛，且市场规模持续快速增长。相应地，笔记本电脑电源适配器的市场也非常可观。用户往往要求高性能、小尺寸或低重量的笔记本，同时价格适宜。对于电源适配器设计人员而言，就要选择适合的控制器，用于开发高能效、集成丰富保护特性、尺寸小巧的适配器。 有利的是，安森美半导体推出了新的NCP1250/NCP1251固定频率6引脚脉宽调制(PWM)反激控制器，极佳地满足设计人员的需求，使他们能够开发高性能、高功率密度的电源转换器，用于笔记本/上网本电源适配器，并可用于DVD或机顶盒(STB)的低功率开放式电源等应用。 笔记本电脑电源适配器要求 从大多数用户的使用情况来看，笔记本电脑有相当的时间内会处在轻载或待机条件下。与提高25%、50%、75%或100%负载条件下的能效相比，降低极低负载条件甚至是待机条件下的能耗及提升能效更具挑战性。这就要求电源控制器具备极佳的轻载或待机能耗性能。 此外，用于笔记本的AC-DC适配器也要求具备以下几种保护特性： ．短路保护(SCP)：必须能够承受输出持续短路而不会损坏。当故障消失时，适配器必 须能够从保护模式下恢复，并重新提供额定功率。 ．过压保护(OVP)：在环路被破坏的情况下，如光耦合器损坏或TL431分压网络受到影响，适配器必须立即停止工作，并在用户重新启动适配器前保持在此状态。 ．过温保护(OTP)：如果适配器的温度超过某个温度值，适配器就存在损坏的风险。为了避免出现这种情况，就需要使用热传感器来持续监测温度，并在温度超过设计人员设定的限制值的情况下，适配器就持续关闭。当用户重新启动电源且温度下降时，适配器复位。 ．过功率保护(OPP)：对某些电源而言，重要的是在最坏条件下——如负载消耗的电流过大，最大输出电流保持在受控状态，而不会实际出现短路。 NCP1250/1关键特性及功能解析 NCP1250/1是采用极小的6引脚TSOP封装的固定频率PWM控制器。除了尺寸极小，还提供即便是其它更高端控制器可能都不具备的众多优势。在最简单的应用(5个功能引脚)中，NCP1250/1非常合适于设计紧凑、保护功能减至最少的离线电源。由于还有第6个多功能引
基于单片机的无线充电器设计 学生： 学生学号： 院（系）：电气信息工程学院 年级专业：电子信息工程 指导教师： 助理指导教师： 二〇一五年五月
摘要 随着用电设备对供电质量、可靠性、方便性、安全性、特殊场合、特殊地理环境等要求的不断提高，接触式的电能传输方式对于满足实际需要越来越显得捉襟见肘了。与此同时，无线电能传输系统，摆脱了线路的限制，实现电器和电源的完全分离，具有无线传输电能、设备体积小、传输效率高、便于携带和集成等优点。 本课题设计介绍了一种运用新型的能量传输利用电磁波感应原理和有关的交流感应技术，采用STC12C5A60S2低功耗单片机作为无线传能充电器的监测控制核心,实现电流控制和电压控制功能，电能充满后给出充满提示且自动停止充电。基于STC12C5A60S2单片机控制发射端和接收端产生的相应交流信号来进行充电的智能无线充电器。 利用设计通过对系统的硬件部分和软件部分的设计实现无线能量传输，在距离发射线圈的指定围对小型用电器如手机、MP3等直接充电。硬件部分包括高效直流稳压模块、驱动模块、显示模块、控制模块等的设计；软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图，并通过C语言实现相应的编程要求。通过理论分析和仿真证明，建立谐振耦合无线电能传输系统模型以及谐振耦合无线电能传输系统模型,通过计算得出了系统中电路参数与输出功率的关系。设计并制作谐振耦合无线电能装置,使用LCD1602设计显示,实时充电电压显示。 关键词无线电能传输,谐振耦合,无线充电器, LCD1602,STC12C5A60S2单片机
ABSTRACT This paper introduced the use of a power transmission technology, wireless power supply technology model, using the principle of electromagnetic induction and the induction technology,intelligent wireless charger for charging the AC signal based on the STC12C5A60S2 single-chip microcomputer to control the transmitting end and the environment and other requirements continue to increase, the power transmission mode of contact to meet the actual needs become more and more difficult. At the same time, wireless power transmission system, get rid of the limit line, completely separate electrical and power, with the wireless transmission of electrical energy, the equipment has the advantages of small volume, high transmission efficiency, easy to carry and integration. In the rapid development of science and technology in 21 Century, the prospects for the development of intelligent wireless charger . The design through the design of the hardware part and the software part of the system to achieve the wireless energy transmission, within the specified range of the transmitting coil in small appliances such as mobile phone, MP3 and other direct charge. The hardware part includes efficient DC power module, drive module, display module, control module and so on; the software part is mainly based on the design thought of the system design of the main program and the subprogram flow chart, and through the C language to achieve the corresponding programming requirements. relationship between the circuit parameters and the output power of the system. The design and fabrication of resonant coupling wireless device, using the LCD1602 design draw progress bar shows charging, charging voltage, charging time display. Key words radio transmission, resonant coupling, wireless charger ,LCD1602 STC12C5A60S2
浅谈充电器与供电问题 相信我们很多人都有过这样的经历，我们每个人的身边都有这样那样的电子产品，并且每个产品都各自的充电器，手机，mp3mp4，平板电脑，有的时候他们的充电接口都是一样的，然而仔细观察他们的充电器输出电流及功率却不一样，于是我们经常会产生这样的问题：到底相同接口的用电器能不能共用一个充电器。下面我就把我在工作中得到的一点经验跟大家分享一下。 我也曾经在网上查阅了大量资料，也曾经看过大家在网上发表的看法，大致的观点有两种：一种是电流大的充电器不能为额定电流小的充电器充电。他们的理由是过大的电流会使小电流的用电器承受不住，导电子产品的损坏。比如一个的mp3的标配充电器是5伏600毫安就不能用输出为5伏800毫安的充电器因为会把用电器损坏而使用400毫安的充就没问题。另一种观点恰恰相反，额定输出大的充电器可以为小电流的电子产品充电。他们认为充电器上面标明的是这个充电器工作的电流冗余度。充电时的功率由用电器来决定，也就是说如果一个mp3的额定充电电流为600毫安那么即使使用五伏一安培的充电器充电，工作时的电流也会是600毫安，不会损坏mp3，而如果用了400毫安的充，那么同样会一600毫安的电流工作，这会使充电器损坏。 那么究竟哪种说法对，下面我谈谈我自己的看法。我认为要搞清楚能不能充电，就得从充电器的原理说起。充电器，其实就是一个变压装置，将二百二十伏交流电降压。而且确实工作时
的功率取决于用电器。但是要注意的是每个变压器都不是理想变压器，变压器内存在电阻，所以，就存在电压降的现象。根据分压u=ir电流越大电压降越大。为了保证在经历了电压下降后仍能恒压五伏输出，所以空载时电压肯定超出标称值，有时甚至远超出标称值。所以标称电流越大，为了在电压降落后保证5伏稳压输出空载时的电压也就越大，有时甚至超过8伏。如果用大功率充电器为小电流元件充电，电压降就不不等于标准时的计算值，所以会造成输出电压偏高的情况，这种情况对于用电器是一种伤害。另一种情况，如果这时用小功率充电器充电那么首先电流肯定会超过充电器的额定输出这就是很多人用小电流充电器为大功率用电器充电时发现充电器非常热的原因——电流过载。另外，根据电压降的公式计算由于电流大于充电器的额定值，导致电压降很大，也就会造成输出的电压小于额定的5伏，所以这样带来的结果就是用电器的电压不够，导致冲不满电。所以，这样对于充电器和用电器的电池都是伤害。所以，我觉得充电器还是原装的好，但是如果有紧急情况不得不用非原装充电器充电，那么尽量找输出电流接近的充电器也行。输出越接近，对设备的伤感还越小。而且就算与标配充稍微有一些差距的充电器大家也不必过于担心，因为我们的充电器和用电设备都是有一定的电压和电流的适应范围的。 上面就是我个人对于充电器的一些分析，希望能对大家有所帮助。
《单片机原理及应用》课程设计报告书 课题名称基于单片机智能充电器的设计 姓名 学号 专业 指导教师 机电与控制工程学院 年月日
任务书 一、设计题目：基于单片机智能充电器的设计 二、设计要求：（1）在单片机的控制系，具有充电保护的功能。 （2）能够自动断电和充电完成报警提示功能。 （3）能够实现充电器的智能化控制。 （4）能够方便快捷地答道正常充电的标准。
目录 一、绪论 (1) 二、程序系统流程图 (8) 三、硬件设计 (9) 四、单片机选择 (17) 五、充电过程 (28) 六、总结 (29) 七、附录 (30)
一、绪论 1.1概述 如今，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，并防止电池损坏。与此同时，对充电电池的性能和工作寿命的要求也不断地提高。 电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于使用的化学物质的不同，电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损坏电。 目前，市场上卖得最多的是旅行充电器，但是严格从充电电路上分析，只有很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。 电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全地充电，因此，需要对充电过程进行更精确地监控(例如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控)，以缩短充电时间，达到最大的电池容量，并防止电池损坏。因此，智能型充电电路通常包括了恒流／恒压控制环路、电池电压监测电路、电池温度检测电路、外部显示电路(LED或LCD显示)等基本单元。其框图如下：
引言 §1.1 无线充电技术的背景 随着智能手机、数码相机以及平板电脑等移动电子产品在人们生活中的广泛应用，内置锂电池续航短问题日益凸显，在这种情况下，无线充电技术应运而生。有研究指出，全球无线充电技术将于2017年形成一个70亿美元的市场。 据了解，无线充电技术来源于日本。日本富士通公司2010年9月宣布其研究出了新的无线充电技术，可实现在距离充电器几米远的地方进行无线充电。而所谓的无线充电技术，即不用通过电源线和电缆等一切外接设备，就可给电子设备充电。其原理是利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振，实现电能高效传输的技术。 综观目前的电子市场，锂电池等电子产品用电池在技术上迟迟没有取得新的突破，导致电池根本满足不了用户的用电需求。而目前出现的移动电源充电器在给电子产品充电时也需要数据线。而且移动电源容量有限，并不能从根本上解决用户移动用电的需求。无线充电技术的出现，或可解决移动电子产品的充电难题。据了解，目前在北美，大批通过近距离无线充电技术解决智能手机充电难题的创业公司开始出现。而随着无线充电网点的完善，无线充电技术有望得到更广泛的应用[1]。 §1.2 无线充电技术的先驱 根据报道和网络检索，世界上各个国家已经投入到这个领域的研究当中[2]。 Palm︱美国 Palm公司是美国老牌智能手机厂商，它最早将无线充电应用在手机上。它推出的充电设备“触摸石”，就可以利用电磁感应原理无线为手机充电。 海尔︱中国 海尔推出的概念性“无尾电视”，不需要电源线、信号线和网线。海尔称该产品采用了与麻省理工学院合作的无线电力传输技术。 Powermat︱美国 目前 Powermat 推出的充电板有桌面式和便携式等多种，主要由底座和无线接收器组成，售价在100美元左右。 劲量︱美国
实 习 报 告 实习名称：测控综合大实习 实习内容：智能充电宝设计 姓名： 学号： 专业：测控技术与仪器 学期： 2013-2014 第一学期 任课教师： 实习地点：校内 实习时间： 2013.12 -2014.1 智能充电宝 摘要：现如今，大屏智能手机,平板电脑，笔记本电脑，数码相机等，功能日益多样化，使用也更加频，特别是外出旅游时又是这些终端设备的使用高峰期，
使用频繁带来的电量不够用，于是移动电源充电宝应运而生。虽然手机因品牌,型号等各有不同，但目前市场上的主要多功能性充电宝，都配置有标准的USB 输出，基本能满足目前市场常见的移动设备手机，MP3，MP4，蓝牙耳机，数码相机等数码产品。 本论文将以MSP430和充电芯片MAX1898为基础设计一款手机理电池智能充电宝。首先MAX1898对锂电池进行充电，再接入升压电路、电池保护电路，通过开关切换使终端输出不同电压，充电完成报警引脚以及充电断开控制引脚均用单片机来进行控制，并显示充电状态和充电进度。 关键字：充电宝终端报警控制 Abstract: Now, the big screen intelligent mobile phone, tablet computer, notebook computer, digital camera, functional diversification and the use is more frequency.The terminal equipment using peak when the tourist season. With the frequent use of power brought is not enough, the charging mobile being produced.Although mobile phone is different because of the brand, model , but currently mainly multifunctional charging Po, are equipped with a standard USB output on the market, can basically meet the current market common mobile equipment such as mobile phone, MP3, MP4, Bluetooth headsets, digital cameras and other digital products. This paper will design a Intelligent charging Po based on Single chip microcomputer MSP430 and charging chip MAX1898 .First MAX1898 charging the lithium battery , then access to boost circuit and battery protection circuit.Through the switch terminal output different voltage. Charging complete alarm pin and charging disconnect control pins are regulated by single-chip microcomputer ,and display the state of charge and charging schedule. Key word:charge pal terminal alarming control 目录 第一章绪论
无线充电联盟15W的Qi无线充电方案 今年，针对智能手机的无线充电技术已经取得了巨大进展，但是，当你着急为手机充电时，最终还是会选择使用手机充电线。主要原因是，尽管无线充电很方便，并且无线充电站和支持无线充电技术的设备在逐步完善，但是这些系统充电速度还是无法跟快充电线相比。 现在，无线充电联盟（WPC）则公布了最新无线充电新标准，欲将无线充电速度大幅提升。可惜的是，WPC表示目前这个规格只开放予联盟的成员参考，理论上15W 应能为大家提供更快的无线充电效果。WPC指出「某些」厂商（国际厂商诸如Freesacle，Rohm，国内厂商上海新捷半导体NewEdge Techology等）已为设备配上快速的无线充电功能，明显地是暗示高通的Quick Charge 2.0 ，能在 30 分钟内充至 60% 电，而他们的 15W 无线充电规格也可以做到同样的效果。 尽管该组织还没公布具体的细节，但是据悉，他们开发出的15瓦无线充电系统能够为平板电脑等“大块头”设备无线充电，它的充电功率是常见无线手机充电系统的3倍，因此充电速度自然比较快。当然了，除了平板电脑外，这套系统还支持智能手机，便携式工业和医疗设备等。这些IC厂商表示，他们所开发的无线充电系统支持15W Qi标准以及无线充电
联盟标准。 （NewEdge Techology 15W无线充电方案原理） 事实上，无线充电技术已经不是什么新鲜事，但是获得无线充电联盟的支持，将有助于无线技术的渗透。同时，也暗示了，无线充电产业也意识到了他们所面临的来自快速有线充电技术的竞争压力。 目前还不清楚我们何时能够看到支持这种全新高能Qi无线充电标准手机和充电器。但是，我们期望有一天，当我们下班回家，将没有电的手机放到充电垫上后，能够为我们快速充满电。
` 三江学院 本科生毕业设计（论文） 题目小功率无线充电器设计 电气与自动化工程学院（系）电气工程及其自动化专业学生姓名学号 指导教师职称 % 指导教师工作单位电气与自动化工程学院 起讫日期
摘要 无线充电器是指采用电磁感应原理来充电的器材，原理很像变压器。这个系统有两个端口，一个是发射端，一个是接受端，发射端和接受端都是由线圈构成，发射端线圈和电路相连可以发射电磁波，接收端接收电磁波后连接到内部电路产生直流电压。因为这种技术还没有完全成熟很多厂商都在研究这个技术，他们对这种技术都有自己的叫法，例如无线充电、感应电力、不接触充电、无接点充电都是指这种的技术，供电与受电端交互作用就是电磁感应，所以无线充电技术是广义的词没有绝对的参数设定。无线充电技术有很多好处，例如非常方便，通用，安全，很多电气设备都可以使用一种充电基站，相信在将来，所有的设备都会用无线充电。这给人们带来的意义和影响非常重大。这篇文章讲解一种以电磁感应原理为基础在运用一些无线充电控制芯片实现电能传输的无线充电器装置。对电磁感应原理，系统电路和控制芯片进行了重要分析。 关键词：电磁感应；无线充电技术；无线充电控制芯片
ABSTRACT Wireless charger is the principle of electromagnetic induction to charge the equipment, principles like transformers. This system has two ports, one transmitter and one receiving end , the transmitting end and the receiving end is constituted by a coil , the transmitter coil and the circuit connected to the electromagnetic wave can be transmitted , the receiving side receives an electromagnetic wave generating circuit connected to a DC voltage to the internal . Because this technology is not yet fully mature , many manufacturers are looking at this technology, they have their own name for this technology , such as wireless charging , inductive electricity, do not touch the charge , non-contact charging all refer to this technology, interaction with the receiving end power is electromagnetic induction , the wireless charging technology is a broad term there is no absolute parameters. Wireless charging technology has many advantages , such as very convenient , universal , safe, many electrical devices can use a rechargeable base , I believe that in the future, all devices will use wireless charging . This gave rise to a very substantial significance and impact . This article explains a kind of electromagnetic induction principle is based on the use of some wireless charging control chip wireless power transmission device charger . On the principle of electromagnetic induction , circuits and control systems important chip analysis . Key words: Electromagnetic induction principle; Wireless charging technology; Wireless charging control chip；
目录 1课题名称 (1) 2设计主体要求及内容 (1) 3 课题分析与方案论证 (1) 方案一........................................................................................... 错误!未定义书签。 方案二 (3) 4 各局部电路设计 (4) 整流滤波电路 (4) 恒压电路 (5) 恒流电路 (5) 充电提示电路 (7) 5组装调试 (10) 6元器件的选择 (10) 7 设计总结及改进意见 (10) 本方案特点及存在的问题 (11) 改进意见及其他设想 (11) 8 设计心得 (12) 参考文献
1 课题名称 手机充电器的制作。 2 设计主体要求及内容 通信技术的高速发展促使手机种类众多，也导致手机充电器也是多种多样，本设计设计并制作一套手机通用锂电池的充电器。 充电器的简单工作过程如下：交流输入电压经电容降压，二极管整流桥整流后变成直流电，经隔离二极管和滤波电容对手机充电，随着充电时间的增长，电池两端的电压也升高，通过分压器将此电压引入基准电压比较器，其中三个比较器带三个指示灯，分别指示充电的状态，当三个灯全亮时，表示充电已满。通过以上的工作过程描述结合生活经验设计手机实用充电器电路。 技术要求：能够顺利为锂电池充电，有必要的显示、保护功能，充电电压，充电限制电压。 工作要求：独立设计充电器方案，根据本人的方案，购买所需要的元器件和电路板，独立设计并调试正常，要求总投资不得高于20元。 3 课题分析与方案论证 从课题上可以看出设计的主体要求是将市电变换为符合要求的直流电源，整体上应该有降压、整流、滤波、恒压电路。 降压电路可以用最简单的变压器完成，将220V电压变为10V左右的低压，为了让优化波形使其更加稳定可采用滤波电容去除高频干扰。 手机通用的锂电池充电电压为，因此需要设计一个恒压源电路。充电电流在一定程度上影响了充电的时间，过高的电流会缩短电池的使用寿命，所以我们还需要一个可靠地恒流源来保证充电的时间和手机的使用寿命。 当上述条件都具备时对于不同容量的手机电池充电时间是不一样的，因此需要一个不以时间为参考的充电完成信号，我们可以根据电池两端的电压是否达到标准电压来判断是
无线充电系统设计原理与实作 作者：富达通科技ART 到了2011年初，无线充电技术经过数年的推广 与演进后开始受到各界瞩目。无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电，其方便性可以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品；因为有商机才会有厂商愿意投入相关产品开发，目前可以知道非常多知名品牌厂商已经将无线充电这个功能列入新一代的产品的规格之一。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述，所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术，距离1mm 到数公尺都是一样是无线，供电端与受电端交互作用就称感应，所以无线充电是广义的名词没有一定的规格。 原理简单,实作困难 无线充电的方法在实验阶段有开发出很多方法，但目前唯一有机会量产商品化为线圈感应式。线圈感应式的原理很简单，是百年前就被发现物理现象，但过去长久以来这样的线圈感应只运用在绕线式的变压器中。早期就有人发现将绕线式的变压器的将“E”型铁心绕线后对向紧贴后接上市电就可以感应传电，但距离略为分开后感应效果就消失，这是因为在市电60Hz 下，电磁波传递会随着距离增加能量快速衰退。在现今的应用中，由于装置本身需要有外壳包装，发射端加上接收端的外壳厚度至少从3mm 起算，早期电动牙刷产品开发时就发现当距离拉开后需要将线圈上的操作频率提高才能让电力能传送的更远；在电磁波中有一个特性，就是频率越高的电磁波可以传送比较长的距离后能量衰减较低。后来RFID 应用开始发展，主要就规划的三个频段LF 低频(125~135KHz)、HF 高频(13.56MHz)、UHF 超高频(860~960MHz)可以使用，而这些频段也造就了目前无线电力系统在设计之初频率采用的参考点。早在10年前电动牙刷的无线充电就已经上市，当时的传送功率小、充电时间长，在现在的智能手持装置的耗电状况来看，当时的充电能量不敷使用所以10年来还无法实用化。但这几年来发展出新的技术可用较高的“共振”接收效率运作方式，由于这个技术较新所以各界的说法很多，但都是有一个很重要的特性，就是接收线圈上都会有配置电容来构成一个具有频率特性的接收天线，在特定的频率下可以得到较大的功率移转。这部份就跟早期的电磁感应不同，当距离拉开后依然就可以得到良好的电力传送效果。共振的原理非常简单，就跟钢琴调音师一样放不同水量的玻璃杯，在精准的调音下可以将某个玻璃杯透过共振将其振碎；但其它的文章都没有提到，若是没有经过专业钢琴调音师训练的一般人，可能永远也调不出可以让玻璃杯振碎的频率！这就是原理简单、实作困难。
XXXXXX有限公司 充电机设计规范 编制: 校对: 审核: 批准: XXXXXX有限公司发布
前言 1、范围 2、规范性引用文件 3、术语与定义 4、主要参数确定 5、环境条件 6、外观要求 7、一般要求 8、整机特性要求 9、测试方法 10、检验规则 11、标志、包装、运输和贮存条件
编制本规范的目的是规范本公司新能源汽车充电机的设计工作。 1 范围 本规范规定了新能源汽车用充电机所需的基本原则和要求，对新能源汽车用充电机设计起指导作用。 本设计规范适用于各种结构形式的新能源汽车充电机的设计，确保充电机的通用性、可靠性、高效性。 2 规范性引用文件 下列文件中条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 413-2002 汽车电气设备基本技术条件 GB 19596-2004 电动汽车术语 GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 ISO 7637-2-2004 道路车辆.传导和耦合引起的电干扰.第2部分:仅沿电源线瞬间电导 GB/T 18487.1-2015 电动车辆传导充电系统第1部分：通用要求 GB/T 18487.2-2001 电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流电源的连接要求 GB/T 18487.3-2001 电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流充电机（站） GB/T 18387-2008 电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法，宽带9kHz～30MHz GB/T 18384.1-2015 电动汽车安全要求第1部分：车载可充电储能系统（REESS） GB/T 18384.2-2015 电动汽车安全要求第2部分操作安全和故障防护
电力电子技术课程设计说明书题目：手机充电器的设计与制作 学生姓名：李羊飞 学号： 2 院（系）：电气与信息工程学院 专业：自动化 指导教师：康家玉 2014 年 01 月 01 日
1 选题背景 1.1设计说明 本充电器由电源变压器T（8VA,9V）、整流桥堆UR(2A,50V)、三端可调 集成稳压器IC(W7805)，晶体管V1(9013E)，发光二极管VL1(RED)，电阻R1、R2，电位器RP1、RP2、RP3等组成，可对手机锂电池进行充电，电池充满电 后可自动停充。 1.2 指导思想 手机充电器输入端输入220V、50HZ电，分别经过降压、整流、滤波电路使得高电压交流电变换为低电压直流电，再分别经过分压，稳压电路实现满足 要求的电压和电流供应，完成充电过程，显示电路用于实现充电过程与充满状 态的显示。 1.3 技术要求 通信技术的高速发展促使手机种类众多，也导致手机充电器也是多种多样，本设计设计并制作一套手机通用锂电池的充电器。 技术要求：能够顺利为锂电池充电，有必要的显示、保护功能，充电电压4.2V，充电限制电压4.5V。 1.4 方案论证 从课题上可以看出设计的主体要求是将市电变换为符合要求的直流电源， 整体上应该有降压、整流、滤波、恒压电路。 降压电路可以用最简单的变压器完成，将220V电压变为10V左右的低压，为了优化波形使其更加稳定可采用滤波电容去除高频干扰。
手机通用的锂电池充电电压为4.2V，因此需要设计一个恒压源电路。充电电流在一定程度上影响了充电的时间，过高的电流会缩短电池的使用寿命，所 以我们还需要一个可靠地恒流源来保证充电的时间和手机的使用寿命。 当上述条件都具备时对于不同容量的手机电池充电时间是不一样的，因此需要 一个不以时间为参考的充电完成信号，我们可以根据电池两端的电压是否达到 标准电压来判断是否充满电。 1.4.1 方案一 本方案采用的是现行手机充电器的通用电路，主要是由开关电源和充电电路组成的。 电路图如下。 图3.1原理图 制作成功后该充电器能自动识别电池极性，自动调整输出电流使得电池达 到最佳充电状态，可保护电池延长电池寿命。充电饱和时七彩灯会自动熄灭。 当接入电源后，通过整流二极管VD1、R1给开关管Q1提供启动电流，使 Q1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2中感应出使Q1基极为正，发射极为负的正反馈电压，使Q1很快饱和。与此同时，感应电压给C1 充电，随着C1充电电压的增高，Q1基极电位逐渐变低，致使Q1退出饱和区，Ic开始减小，在 L2中感应出使Q1基极为负、发射极为正的电压，使Q1迅速
基于单片机的无线充电器设计 学生姓名： 学生学号： 院（系）：电气信息工程学院 年级专业：电子信息工程 指导教师： 助理指导教师： 二〇一五年五月
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
高效率的低功率充电器和适配器设计 如图1所示的线性稳压电源因具有电路简单和成本低廉的优点，一直在低功率应用中很受欢迎。这个线性稳压电源只需少量元件，且与开关电源(SMPS)相比，更易于设计和制造。尽管与线性电源相比，SMPS有体积更小、重量更轻、可在全球范围内适用以及能效更高等多种优势，但无论是制造商还是消费者都不愿因此而付出额外费用。 然而，由于下面两个原因，近年来线性电源开始失宠：其一，许多线性电源都是作为PDA、无绳电话和手机等产品的外部电源(EPS)绑定销售。如今EPS必须遵循严格的新节能标准，而此类标准几乎将线性电源排除在外，因为线性电源通常无法达到工作效率和空载功耗方面的标准(图2)。 其二，大多数先进的低功率SMPS在成本和简单性方面与线性电源相当。本文将探讨低功率SMPS在初步应用阶段的不足之处，并讨论一种可行的方法，以帮助设计工程师设计出在成本效益方面符合EPS新节能标准的产品，并同时缩短设计时间、简化设计工作。 图1：基于线性稳压器、线性工频变压器的AC/DC电源电路。 低功率SMPS的传统设计方法 直到最近，实现低功率SMPS的成本最低的方式是采用振铃扼流变换器(RCC)，如图3所示。但RCC有许多缺点，无法取代线性电源，因此在开发符合EPS新节能标准的设计时必须考虑到这些缺点。 首先，RCC本身并不节能，同时也没有热关断保护功能，但所有这些特性都必须添加到基本的RCC设计中，导致成本和设计周期上升。另外，典型的RCC所包含的元件数是同等
线性电源的5~10倍，虽然大部分元件都非常便宜，但由于绝对数量大，所以设计和制造成本较高。 图2：各种线性电源与EPS新节能标准之比较。 元件数目越多，PCB走线就越复杂，优化布局所需的时间也越长，元件贴装时发生误差的可能性也越高。首先，由于为低功率充电器和适配器分配的电路板尺寸通常都非常小，所以往往需要使用双面板来安装表面贴器件(SMD)和进行所有的连接。其次，贴装SMD元件还需要额外的制造步骤，这样会增加生产时间和成本。最后，RCC的性能取决于难以控制的寄生元件值与大量分立元件的组合公差之间的交互作用，在制造过程中需要持续监控和调整，以使收益率保持在可接受的水平。从图3的RCC电路中，可以发现许多这样的缺点： 1. 低效率的启动电路 典型的启动电路(图3中的R1、R2、R3和VR1)会向MOSFET开关驱动电路提供初始工作电流。但是，即使正常工作开始后电流仍会持续流经启动电路，而压降电阻(R1和R2)中的功率损耗(I2R)会使许多SMPS(并非仅RCC)无法满足EPS节能标准的空载功耗要求。当电源工作正常后，可以添加元件来抑制电流流动，但会增加设计的元件数量、复杂度和成本。任何实用的解决方案都必须能消除启动后的损耗，同时不会增加电源的元件数目或成本。
题目 1 —直流/ 直流升压电路分析 与设计 电动汽车蓄电池充电器设计 一、技术指标 输入电压：12-24V，输出电压42V，输出电压纹波＜200mV，负载电阻10 Q,开关频率50kHz。 二、设计要求 1). 选择主电路的类型和相应的功率器件，并对功率器件进行设计； 2). 设计电压单闭环反馈补偿器； 3). 给出输出电压的仿真结果来验证你的设计： a)电阻由10Q跳变到5Q; b)输入电压由12V跳变到24V。 三、设计方案分析 、DC-DC 升压变换器的工作原理 DC-DC 功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。非隔离型的DC-DC 变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC 变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC 变换器的工作原理。 图1 (a)是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、 储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。电路的工作原理是，当控制
信号Vi 为高电平时，开关管VT 导通，能量从输入电源流入，储存于
电感L 中，由于VT 导通时其饱和压降很小，所以二极管 D 反偏而截止， 此时存储在滤波电容C 中的能量释放给负载。当控制信号Vi 为低电平时, 开关管VT 截止，由于电感L 中的电流不能突变，它所产生的感应电势将 阻止电流的减小，感应电势的极性是左负右正，使二极管 D 导通，此时存 储在电感L 中的能量经二极管D 对滤波电容C 充电，同时提供给负载。 电路各点的工作波形如图1 (b )。 图1DC-DC 升压式变换器电路及工作波形 、DC-DC 升压变换器输入、输出电压的关系 假定储能电感L 充电回路的电阻很小，即时间常数很大，当开关管 忽略管子的导通压降，通过电感 L 的电流近似是线性增加的。 其中ILV 是流过储能电感电流的最小值。在开关管VT I I ^T b T LP LV ON ON 导通结束时，流过电感L 的电流为： L ，iL 的增量为L 。 在开关管VT 关断时，续流二极管D 导通，储能电感L 两端的电压为 UL U0 Ul L dT ，所以流过储能电感L 的电流为：" ILP L t ，当 i L I LV I LP 开 关管VT 截止结束时，流过电感L 的电流为 关管导通期间的增量应等于在开关管截止期间的减量，即 T T 1 T O FF ，所以：U 。“ U T T ON U 1 1 q ^，其中 VT 导通时, i L 1 LV 即： U 。 U I I OFF L U o U I iL 的减少量为 L T OFF 。 在电路进入稳态后，储能电感 L 中的电流在开 U L T L I ON u 。U I L
小功率UPS电源的设计与制作 摘要：本文在对整流滤波电路和逆变电路的分析中，选取了多种电路进行分析，通过参数对比、性能对比，以及根据小功率ups 应用中的实际要求，从中选择出较为合适的电路，例如在对整流滤波电路的选择中，详细对比了单相桥式整流滤波电路和单相全波整流滤波电路，并给出了选择单相桥式整流滤波电路的原因。 关键词：ups；结构设计；供电系统 ups电源已从上世纪60年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路，并且还在继续发展。目前，ups电源一般均指静止式ups电源，按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类，按照ups电源功率的大小可分为大、中和小三个分区类别，其中小功率ups电源系统定义为功率小于3kva 的电源产品。 一、概述 ups电源主要由主机及蓄电池、电池柜等组成，分为在线式、后备式及在线互动式等多种，根据频率分高频机和工频机，它在机器有电工作时，就将市电交流电整流，并储存在自己的电源中，一旦停止供电，它就能提供电源，使用电设备维持一段工作时间，保持时间可能是10分钟、半小时等，延时时间一般由蓄电池的容量决定。 在电网电压工作正常时，给负载供电如所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，ups电源开始工作，由储能电池工给负
载所需电源，维持正常的生产；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。 二、设计要求 主要研究小功率ups的设计原理及简单设计，设计方案采用ups 后备式工作状态，对非严格要求的供电场所提供较为优质的不间断电源系统，防止突然断电而影响正常工作或是给机器造成损害，论文着重对ups供电设计方案中的整流滤波电路部分、逆变电路部分、蓄电池部分进行介绍和分析，对该ups小功率的供电系统进行简单的介绍，包括其功能、用途、工作方式等，根据已掌握的知识对小功率ups供电系统的原理进行分析和简单设计，并且能满足非严格要求的供电场所不间断供电的要求，通过针对ups的各不同工作方式进行比较分析，并根据设计要求进行方案设计，其电路主要参数：输入电压：单相220v0%；输入频率：50hz% ；输出电压：220v；输出频率：50hz。 三、小功率ups供电系统方案设计 （一）整流滤波电路部分 在ups中，输入电路的第一个环节就是整流器/充电器，不过小功率的整流器和充电器是分开的，在对ups进行设计分析时，非常有必要对整流滤波电路进行分析。 由于变化多端的市电输入后，首先由整流器进行加工，所以掌握整流器中电流的流向和一般计算方法，知道几种整流的区别及特点，对于正确使用ups和判断故障是很重要的。