无线充电器的设计
无线充电器的设计[20200419155522]
摘 要
无线充电技术经过多年的推广和发展已经受到各界的关注。具有安全，方便，防水等功能，在未来家用设备、医疗行业、办公行业都可以实现无线充电。本文选用低功耗的单片机STC12C5A60S2作为无线充电器的控制核心,一次侧利用555振荡电路产生振荡，通过IR2104输出驱动器来驱动两个IRF3205的N沟道的场效应管，实现隔离驱动。形成磁场。
二次侧接收一次侧的能量，由KA7500B控制其输出，用KA7500B芯片来产生PWM波，并与单片机传送过来的信号进行比较，从而改变PWM波的宽度来实现恒压恒流的控制。根据电池电压的大小可以设定电压值，最大电压不超过5V。当充满电后，会有LED灯提示，电路会自动停止充电。而显示电路是采用LCD1602的液晶屏，它的功耗低。无线充电电路采用USB接口，这样可以实现对手机，相机、iPad等进行充电。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:无线充电场效应管STC12C5A60S2恒压恒流
目录
第一章 绪论 1
1.1课题的目的和意义： 1
1.2无线充电在国内外的发展现状 1
1.3 无线充电技术及应用前景 2
1.4 无线充电的标准 3
1.5本课题研究的主要内容 4
第二章 硬件电路设计 5
2.1系统总体设计方案 5
2.2 单片机的选择 5
2.3 芯片的介绍 6
2.3.1 KA7500B介绍及工作原理 6
2.3.2 IR2104的介绍 7
2.4 无线发射电路的设计 7
2.5 单片机电路的设计 8
2.6采样电路的设计 9
2.7 显示电路的设计 10
2.8 接收电路的设计 12
第三章 软件的设计 14
3.1主程序部分的设计 14
3.2 按键部分的设计 15
3.3显示程序的设计 16
3.4 AD转换部分的设计 17
第四章 调试 20
4.1 硬件调试 20
4.1.1 555振荡电路的调试 20
4.1.2 半桥电路的测试 21
4.1.3 初级、次级线圈的波形 21
4.2 输出电路的调试 22
4.3 无线充电的测试 23
4.4 小结 24
第五章 总结 25
参考文献 26
附录一 27
附录二 29
附录三 30
致谢 31
第一章 绪论
无线充电是一项令人兴奋的技术，它可以给人们带来很多便利。无线充电是具备电池的设备通过无线电磁感应方式充电。无线充电技术在2007年就已获得了20项专利，多种设备可以使用一台充电器[1]。
无线充电技术经过多年的推广和发展已经受到各界的关注。因为这是个新产品，在技术上制造商有自己的表达方式，所以无线充电、非接触式充电、无线点充电都是指相同的技术，距离1毫米到几米的都是无线，它是发射端与接收端感应出来的，因此，无线充电是泛指的。
1.1课题的目的和意义：
在当今时代，智能手机、iPad、笔记本电脑等电子产品在我们的日常生活中已经不可缺少，使用中经常会遇到电量不足，急需充电的状况，而在我国这些电子产品的充电站却是非常稀少，不能随时进行充电，这将给我们的生活带来不少困扰，现在有了无线充电技术就可以减少这样的麻烦。无线供电技术的设想最早就由交流电之父特斯拉在一百多年前就已经有此构想了。他在地球和电离层之间设计并创建了大概8Hz的低频共振，经过电磁波传输信号，如无线通信，但在1908年，他停止了这场伟大的试验，而他制造的铁塔也因经济困难而被移除。
在那以后，人类对无线充电的研究没有中断，在航空航天领域，人们设想的太阳能电站的建立，就必须实现高效的无线电能供给。进入21世纪以来，无线电技术会时常出现在民用领域，各家公司相继推出了自己的产品。最著名的是07年麻省理工所研究出来的，利用电磁共振技术，点亮了在2m外的灯泡，那灯泡的功率有60W。从宏观上看，现今的人类对电能有十分强烈喜爱，损耗也就越来越多，如错综复杂的电线和污染环境的电池，将会给人类带来许多的烦恼与困境，无线充电技术就是解决这些问题很好的方法。
无线充电技术方便、通用性强，它可以让多种设备使用一个充电站，也许在不久的将来用公共的移动设备充电站将成为可能。这将会给我们的生活带来更大便利和不同凡响的影响。
1.2无线充电在国内外的发展现状
无线充电的梦想已经成为了现实，从概念变成商用产品。初期便有人发现将绕线式变压器的“E”型铁心绕线后接上市电就能够感应传输电能，但距离稍稍增长后感应效果就会削弱，更严重的情况是感应消失[2]。这是因为在工频下，增大电磁波的距离，能量的传输能力会迅速下降。经过多发面研究和实验制造出了最初的无限充电器。最初的无线充电器由许多个紧密的小型线圈排列成阵列构成，通电后产生的电磁场，将能量传递给装有接收线圈的电子设备，进行充电。但这种传输方式效率较低、成本较高且需购置套件，又不能对手机使用的大容量锂离子电池进行有效充电。
随着电子设备行业蓬勃发展，竞争激烈的制造商，都应经往软件和硬件上努力了。然而，不同于软件和硬件的升级，无线充电技术侧重于产品的功能，使人眼前一亮，非常有卖点，吸引很多购买者。但为了使无线充电更方便，能达到在长距离的充电会更有卖点。现在的无线充电技术只能在5cm范围内进行充电。
国内无线充电器的设计起步相对较晚，近年来也得到了蓬勃发展，这个趋势还一直在持续上涨，如今市场上也出现了许多的无线充电产品。起初是在电动牙刷、剃须刀这些小功率产品上的使用，现如今已经发展到手机充电器等方面，功率传输越来越大，无线充电技术有了突飞猛进的发展。
在2011年海尔推出了无尾电视，这种电视不需要电源线、信号线和网线。海尔称该产品使用的是无线电力传输技术，此技术是和麻省理工合作的。中国香港的美创公司出品的无线充电器也小有名气（美创科技有限公司是著名的电子元器件独立分销商）。深圳的畅客在无线充电器的发展上也显露出自家的优势。
在太空科学技术的发展上，美国工程师Glaser提出了一种利用微波功率传输技术的太阳能发电卫星的设想，其想法就是在地球外层空间建立太阳能发电卫星基地，微波功率传输回地球，并利用整流天线把微波转换成电能[3]。
而在民用领域，美国的Powercast公司于2007年8月发行了一种适宜中短距离应用的无线充电配置[4]。而最先将无线充电技术应用在手机上的是Palm公司[5]。它推出了利用电磁感应原理对手机进行无线充电，这个充电设备便是“触摸石”。
在2012年日本的TDK公司推出了一款无线充电音箱，用户能够边享受美妙的音乐边对设备进行充电。在这个无线充电音箱的顶部配备一块无线充电板，手机只需要放在音箱的顶部便可以进行充电。
日本的富士通公司通过磁共振的方式来传输能量，传输距离能够长达几米之远，日本政府将这项技术用作公共设施，方便人们的充电需求。诺基亚对其旗舰机型诺基亚Lumia 920、诺基亚Lumia 820搭上了无线充电器充电器。
1.3 无线充电技术及应用前景
无线充电技术刚起步，在各个方面还都不成熟。目前正向成熟的阶段靠拢。当前时代，针对无线充电器的广泛领域，正在积极地开发2W～3W级供电技术。这项技术的发展平台非常大，手机无线式充电器研发制造商正试图解决产品在投入市场时产生的问题。其中，最为重要的是提高传输的效率、ID身份验证的设置、降低电磁噪声、充电时位置对准等。
为了满足正常使用要求，还需要特别考虑安全、可靠等方面的问题。而且应当和我们现在所使用的普通充电器一样简单方便，不能因为不连接充电器而使充电器的充电时间变长。随着科技的迅速发展，各种各样的、方便携带的电子产品，如手机、数码相机、iPad、PDA等越来越多。同一系列的产品也会遇到充电端口不统一，充电电池规格不统一，更别说不同品牌的产品了。这样不仅过度浪费了资源、增加了产品的成本，而且也污染了环境。这种现象的根本原因是充电装置不通用。
目前我们所使用的充电装置还是有线的，现在有一种充电装置将移动电源，虽说是移动的，但也是用有线充电装置对其充电，先将电能传到移动电源里，待用户使用时，便可通过连接线进行对电子产品充电，如果遇到急需充电，但装置不通用，就带来了很大的困扰。所以对于便携式的电子产品来说，无线充电的前景是非常光明的，这项技术会在整个地球普及。无线充电可以通过一个发送端，但可以满足多个接收端同时进行充电。
摘 要
无线充电技术经过多年的推广和发展已经受到各界的关注。具有安全，方便，防水等功能，在未来家用设备、医疗行业、办公行业都可以实现无线充电。本文选用低功耗的单片机STC12C5A60S2作为无线充电器的控制核心,一次侧利用555振荡电路产生振荡，通过IR2104输出驱动器来驱动两个IRF3205的N沟道的场效应管，实现隔离驱动。形成磁场。
二次侧接收一次侧的能量，由KA7500B控制其输出，用KA7500B芯片来产生PWM波，并与单片机传送过来的信号进行比较，从而改变PWM波的宽度来实现恒压恒流的控制。根据电池电压的大小可以设定电压值，最大电压不超过5V。当充满电后，会有LED灯提示，电路会自动停止充电。而显示电路是采用LCD1602的液晶屏，它的功耗低。无线充电电路采用USB接口，这样可以实现对手机，相机、iPad等进行充电。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:无线充电场效应管STC12C5A60S2恒压恒流
目录
第一章 绪论 1
1.1课题的目的和意义： 1
1.2无线充电在国内外的发展现状 1
1.3 无线充电技术及应用前景 2
1.4 无线充电的标准 3
1.5本课题研究的主要内容 4
第二章 硬件电路设计 5
2.1系统总体设计方案 5
2.2 单片机的选择 5
2.3 芯片的介绍 6
2.3.1 KA7500B介绍及工作原理 6
2.3.2 IR2104的介绍 7
2.4 无线发射电路的设计 7
2.5 单片机电路的设计 8
2.6采样电路的设计 9
2.7 显示电路的设计 10
2.8 接收电路的设计 12
第三章 软件的设计 14
3.1主程序部分的设计 14
3.2 按键部分的设计 15
3.3显示程序的设计 16
3.4 AD转换部分的设计 17
第四章 调试 20
4.1 硬件调试 20
4.1.1 555振荡电路的调试 20
4.1.2 半桥电路的测试 21
4.1.3 初级、次级线圈的波形 21
4.2 输出电路的调试 22
4.3 无线充电的测试 23
4.4 小结 24
第五章 总结 25
参考文献 26
附录一 27
附录二 29
附录三 30
致谢 31
第一章 绪论
无线充电是一项令人兴奋的技术，它可以给人们带来很多便利。无线充电是具备电池的设备通过无线电磁感应方式充电。无线充电技术在2007年就已获得了20项专利，多种设备可以使用一台充电器[1]。
无线充电技术经过多年的推广和发展已经受到各界的关注。因为这是个新产品，在技术上制造商有自己的表达方式，所以无线充电、非接触式充电、无线点充电都是指相同的技术，距离1毫米到几米的都是无线，它是发射端与接收端感应出来的，因此，无线充电是泛指的。
1.1课题的目的和意义：
在当今时代，智能手机、iPad、笔记本电脑等电子产品在我们的日常生活中已经不可缺少，使用中经常会遇到电量不足，急需充电的状况，而在我国这些电子产品的充电站却是非常稀少，不能随时进行充电，这将给我们的生活带来不少困扰，现在有了无线充电技术就可以减少这样的麻烦。无线供电技术的设想最早就由交流电之父特斯拉在一百多年前就已经有此构想了。他在地球和电离层之间设计并创建了大概8Hz的低频共振，经过电磁波传输信号，如无线通信，但在1908年，他停止了这场伟大的试验，而他制造的铁塔也因经济困难而被移除。
在那以后，人类对无线充电的研究没有中断，在航空航天领域，人们设想的太阳能电站的建立，就必须实现高效的无线电能供给。进入21世纪以来，无线电技术会时常出现在民用领域，各家公司相继推出了自己的产品。最著名的是07年麻省理工所研究出来的，利用电磁共振技术，点亮了在2m外的灯泡，那灯泡的功率有60W。从宏观上看，现今的人类对电能有十分强烈喜爱，损耗也就越来越多，如错综复杂的电线和污染环境的电池，将会给人类带来许多的烦恼与困境，无线充电技术就是解决这些问题很好的方法。
无线充电技术方便、通用性强，它可以让多种设备使用一个充电站，也许在不久的将来用公共的移动设备充电站将成为可能。这将会给我们的生活带来更大便利和不同凡响的影响。
1.2无线充电在国内外的发展现状
无线充电的梦想已经成为了现实，从概念变成商用产品。初期便有人发现将绕线式变压器的“E”型铁心绕线后接上市电就能够感应传输电能，但距离稍稍增长后感应效果就会削弱，更严重的情况是感应消失[2]。这是因为在工频下，增大电磁波的距离，能量的传输能力会迅速下降。经过多发面研究和实验制造出了最初的无限充电器。最初的无线充电器由许多个紧密的小型线圈排列成阵列构成，通电后产生的电磁场，将能量传递给装有接收线圈的电子设备，进行充电。但这种传输方式效率较低、成本较高且需购置套件，又不能对手机使用的大容量锂离子电池进行有效充电。
随着电子设备行业蓬勃发展，竞争激烈的制造商，都应经往软件和硬件上努力了。然而，不同于软件和硬件的升级，无线充电技术侧重于产品的功能，使人眼前一亮，非常有卖点，吸引很多购买者。但为了使无线充电更方便，能达到在长距离的充电会更有卖点。现在的无线充电技术只能在5cm范围内进行充电。
国内无线充电器的设计起步相对较晚，近年来也得到了蓬勃发展，这个趋势还一直在持续上涨，如今市场上也出现了许多的无线充电产品。起初是在电动牙刷、剃须刀这些小功率产品上的使用，现如今已经发展到手机充电器等方面，功率传输越来越大，无线充电技术有了突飞猛进的发展。
在2011年海尔推出了无尾电视，这种电视不需要电源线、信号线和网线。海尔称该产品使用的是无线电力传输技术，此技术是和麻省理工合作的。中国香港的美创公司出品的无线充电器也小有名气（美创科技有限公司是著名的电子元器件独立分销商）。深圳的畅客在无线充电器的发展上也显露出自家的优势。
在太空科学技术的发展上，美国工程师Glaser提出了一种利用微波功率传输技术的太阳能发电卫星的设想，其想法就是在地球外层空间建立太阳能发电卫星基地，微波功率传输回地球，并利用整流天线把微波转换成电能[3]。
而在民用领域，美国的Powercast公司于2007年8月发行了一种适宜中短距离应用的无线充电配置[4]。而最先将无线充电技术应用在手机上的是Palm公司[5]。它推出了利用电磁感应原理对手机进行无线充电，这个充电设备便是“触摸石”。
在2012年日本的TDK公司推出了一款无线充电音箱，用户能够边享受美妙的音乐边对设备进行充电。在这个无线充电音箱的顶部配备一块无线充电板，手机只需要放在音箱的顶部便可以进行充电。
日本的富士通公司通过磁共振的方式来传输能量，传输距离能够长达几米之远，日本政府将这项技术用作公共设施，方便人们的充电需求。诺基亚对其旗舰机型诺基亚Lumia 920、诺基亚Lumia 820搭上了无线充电器充电器。
1.3 无线充电技术及应用前景
无线充电技术刚起步，在各个方面还都不成熟。目前正向成熟的阶段靠拢。当前时代，针对无线充电器的广泛领域，正在积极地开发2W～3W级供电技术。这项技术的发展平台非常大，手机无线式充电器研发制造商正试图解决产品在投入市场时产生的问题。其中，最为重要的是提高传输的效率、ID身份验证的设置、降低电磁噪声、充电时位置对准等。
为了满足正常使用要求，还需要特别考虑安全、可靠等方面的问题。而且应当和我们现在所使用的普通充电器一样简单方便，不能因为不连接充电器而使充电器的充电时间变长。随着科技的迅速发展，各种各样的、方便携带的电子产品，如手机、数码相机、iPad、PDA等越来越多。同一系列的产品也会遇到充电端口不统一，充电电池规格不统一，更别说不同品牌的产品了。这样不仅过度浪费了资源、增加了产品的成本，而且也污染了环境。这种现象的根本原因是充电装置不通用。
目前我们所使用的充电装置还是有线的，现在有一种充电装置将移动电源，虽说是移动的，但也是用有线充电装置对其充电，先将电能传到移动电源里，待用户使用时，便可通过连接线进行对电子产品充电，如果遇到急需充电，但装置不通用，就带来了很大的困扰。所以对于便携式的电子产品来说，无线充电的前景是非常光明的，这项技术会在整个地球普及。无线充电可以通过一个发送端，但可以满足多个接收端同时进行充电。
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