简易无线充电系统

模拟电子技术课程设计说明书简易无线充电器院、部：学生姓名：指导教师：专业：班级：完成时间：I课程设计评定意见指导老师评阅意见指导老师签字：指导老师评定成绩教研室意见教研室主任签字：II《模拟电子技术》课程设计任务书适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程指导教师学生姓名课题名称直流稳压电源内容及任务一、设计任务设计一个直流稳压电源，当输入为有效值220V的交流电压时，能产生±12V、±9V、±5V三组直流电压输出。二、设计内容1、电路设计方案比较；2、电路参数分析计算和选择；3、单元电路设计并进行分析；4、实物制作；5、系统调试（使用的仪器、测试数据表）；6、撰写设计报告。拟达到的要求或技术指标一、设计要求及技术指标1、要求输入电压为有效值220V、50HZ的市电交流电压，电源输出电压为±12V、±9V、±5V。2、最大输出电流为Iomax=500mA，纹波电压△VOP-P≤5mV，稳压系数Sr≤5%。二、扩展要求与指标1、能显示电源输出电压值，00.0-12.0V；2、要求有短路过载保护。进起止日期工作内容III度安排2015.5.15--2015.5.31查找文献，找出符合设计要求的方法2015.6.01--2015.6.09画出原理图2015.6.10--2015.6.13对原理图进行仿真，进行参数设计2015.6.14--2015.6.15根据实际元件，画出PCB图2015.6.16--2015.6.19安装PCB板2015.6.18--2015.6.19对PCB板经测量和调试2015.6.20--2015.6.25写说明书主要参考资料[1]康华光．电子技术基础（模拟部分）（第五版）．高等教育出版社,2006；[2]Multisim电路仿真及应用[3]AltiumDesigner快速入门（第二版）指导教师意见签名：年月日教研室意见签名：年月日IV《模拟电子技术》课程设计任务书适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程指导教师学生姓名课题名称简易无线充电系统内容及任务一、设计任务设计一个简易无线充电系统，输入信号为220V50HZ交流电，充电系统输出5V500mA直流电信号能够对手机锂电池进行充电，并用发光二极管指示充电状态。二、设计内容1、电路设计方案比较；2、电路参数分析计算和选择；3、单元电路设计并进行分析；4、实物制作；5、系统调试（使用的仪器、测试数据表）；6、撰写设计报告。拟达到的要求或技术指标二、基本要求与指标1、220V50HZ交流电供电，充电系统输出可达到5V500mA；2、非接触式距离达3厘米以上；3、充电时指示灯亮红色，充满亮绿色；4、充满延时30秒断电，需要继续充电时，按一下轻触开关启动；如果没有负载的情况下会自动断电。二、扩展要求与指标1、最大充电系统输出达5V2A以上；2、非接触式距离越远越好；3、在无线传输范围内能对其他设备供电；V进度安排起止日期工作内容2015.5.15--2015.5.31查找文献，找出符合设计要求的方法2015.6.01--2015.6.09画出原理图2015.6.10--2015.6.13对原理图进行仿真，进行参数设计2015.6.14--2015.6.15根据实际元件，画出PCB图2015.6.16--2015.6.19安装PCB板2015.6.18--2015.6.19对PCB板经测量和调试2015.6.20--2015.6.25写说明书主要参考资料[1]百度.百度百科无线充电技术[DB/OL].[2]百度.无线充电技术PPT[DB/OL].[3]百度文库.浅析无线充电技术的当今现状及未来发展趋势[DB/OL].[4]电子发烧友.无线充电技术到底离我们还有多远[J/OL].[5]马吉智无线充电的设计与制作［J］安徽建筑大学2013指导教师意见签名：年月日教研室意见签名：年月日VI摘要本次模电课程设计，我们的课题选为简易无线充电系统的设计，我们选用电磁感应为本次设计电路的原理，论文先设计了将220V家庭电转变为12v的直流稳压电源为简易无线充电系统提供±12V直流电，随后用RC振荡电路、反相比例放大电路、电压跟随器电路、功率放大器电路组成无线发射模块。这是一种以电磁感应原理为基础的无线充电电路，相对于大功率电能传输，小功率的无线充电技术更具实用价值，需要频繁充电的智能手机是该项技术最大的受益者。关键词：无线；充电；电磁感应；RC振荡电路ABSTRACTThismodelelectriccurriculumdesign,ourtopicchosenassimpleandeasydesignofwirelesschargingsystem,weusetheprincipleofelectromagneticinductionforthisdesign,circuit,papertodesigna220vfamilyDianZhuaninto12vdcregulatedpowersupplyforsimplewirelesschargingsystemprovides+12vdirectcurrent,thenusetheRCoscillationcircuit,inverseproportionalamplifiercircuit,voltagefollowercircuit,poweramplifiercircuitofwirelesstransmittingmodule.Thisisakindofbasedontheelectromagneticinductionprincipleofwirelesschargingcircuit,relativetothehighpowerelectricpowertransmission,lowpowerwirelesschargingtechnologyismuchmorepracticalvalueandneedfrequentchargingsmartphoneisthetechnologyofthebiggestbeneficiaries.Keywords:wireless；Charging;；Electromagneticinduction.；RCoscillationcircuitVII目录1绪论.............................................错误!未定义书签。1.1无线充电器的发展...........................错误!未定义书签。1.2无线充电的意义.............................错误!未定义书签。1.3设计任务...................................错误!未定义书签。2设计方法的论证...................................错误!未定义书签。2.1设计方法的比较.............................错误!未定义书签。2.2设计方法的选择.............................错误!未定义书签。3电路的设计.......................................错误!未定义书签。3.1直流稳压源的设计...........................错误!未定义书签。3.2简易无线充电器的设计.......................错误!未定义书签。4电路的仿真.......................................错误!未定义书签。5电路的制作、调试与测量...........................错误!未定义书签。5.1电路的制作.................................错误!未定义书签。5.2简易无线充电电路调试.......................错误!未定义书签。6设计总结.........................................错误!未定义书签。6.1设计误差分析...............................错误!未定义书签。6.2无线充电的发展前景与局限...................错误!未定义书签。参考文献...........................................................15致谢...............................................................16附录1元件清单...................................................17附录2原理图......................................错误!未定义书签。附录3PCB图.......................................错误!未定义书签。附录4实物图......................................错误!未定义书签。11绪论1.1无线充电器的发展无线充电是近年来兴起的一种新型充电技术，顾名思义，即不借助充电线材既可实现对一定空间范围内的充电。与传统有线充电相比，无线充电具有体积小、便携性高、兼容性强、有利于用电设备防水防尘设计等优点。但同时无线充电也存在标准不统一、效率较低、存在辐射危险等缺陷。无线充电主要基于无线电力传输技术。早在19世纪30年代，MichaelFaraday就发现变化的磁场中会产生电流，而闭合电路中也会产生磁场。但遗憾的是，由于电磁场本身带来的传输效率低、辐射危险大等关键问题没有实质性突破，这方面的研究一直没有进展。香港城市大学电子工程学系许树源教授在早几年曾成功研制出“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，利用近场电磁耦合原理透过低频电磁场充电。2007年6月，美国麻省理工学院的MarinSoljacic等人在无线传输电力方面取得了新进展，他们用两米外的一个电源，“隔地”点亮了一盏60瓦的灯泡。2008年底，世界第一个无线充电标准组织——无线充电联盟（WirelessPowerConsortium）成立，并在2010年发布了首个无线充电标准——Qi标准，为低功率无线充电设备的普及提供了技术支持。如今，随着符合Qi标准的无线充电设备大量上市，无线充电开始进入了我们的日常生活，有望取代有线充电成为主流。1.2无线充电的意义（1）利用无线磁电感应充电的设备可做到隐形，设备磨损率低，应用范围广，公共充电区域面积相对的减小，但减小的占地面积份额不会太大。（2）技术含量高，操作方便，可实施相对来说的远距离无线电能的转换，但大功率无线充电的传输距离只限制在5米以内，不会太远。(3)操作方便。1.3设计任务设计一个简易无线充电系统，输入信号为220V50HZ交流电，充电系统输出5V500mA直流电信号能够对手机锂电池进行充电，并用发光二极管指示充电状态。220V50HZ交流电供电，充电系统输出可达到5V500mA；非接触式距离达3厘米以上。22设计方法的论证2.1设计方法的比较2.1.1设计方法一：电磁感应方式我们今天见到的各类无线充电技术，大多是采用电磁感应技术，我们可以将这项技术看作是分离式的变压器。我们知道，现在广泛应用的变压器由一个磁芯和二个线圈(初级线圈、次级线圈)组成；当初级线圈两端加上一个交变电压时