基于基于MSP430的无线充电系统设计的无线充电系统设计
文章采用电磁感应式手机充电原理,在发送和接收端各有一个感应线圈,发送端连接有线电源,通过振荡电路
使得发送线圈产生振荡电磁波信号,接收端线圈感受该信号,经过整流滤波电路,将振荡信号变成直流量,进
行电池的充电。同时采用CN3068芯片,设计了电流充电的监控电路,使用MSP430G2553超低功耗单片机作为
无线充电系统的检测控制核心,电能充满后给出充满提示且自动停止充电。
21世纪是信息时代,人们对随时随地保持信息交流的移动通信服务要求越来越高,同时无线充电技术也逐渐融入到生活当
中。随着3G、4G的不断发展与深入,手机也越来越智能化。在手机不断智能化功能更强大的同时,手机耗电量也在逐渐的增
大。过去待机时间的需求只局限于少部分用户群,但是现在逐渐发展成一种普遍需求。手机待机时间的长短很大程度上取决于
电池的性能。然而,根据市场调研,在短期内,手机电池的技术不会有重大进展,燃料电池还没有真正达到实用化的阶段。增
加电池的体积,虽然增加了手机待机的时间,但是同时也使手机的便携性下降。因此,人们对于无线充电方案的兴趣愈加浓
厚。
针对于无线充电技术,文章设计了以电磁感应为原理,用MSP430G2253单片机为核心控制芯片的无线充电系统。经试验测试
可以实现无线充电功能。
1 系统原理及组成
1.1 感应式无线充电的原理
无线充电是发射端(充电器)和接收端(手机等)各有一个线圈,发射端把电能通过发射线圈转换为磁场,发射线圈的磁场穿过接
收端线圈,根据基础物理的法拉第电磁感应定律,在接收线圈中将产生电场,最后通过接收端输出。原理如图1所示。
1.2 无线充电电路组成
1.2.1 系统的总体设计
无线充电系统主要运用电磁感应原理,通过线圈实现能量的传递。如图2所示。系统工作时输入端将交流电经桥式整流电路变
换成直流电,或直接用5 V直流电源为系统供电。通过电源管理模块后输出的直流电经过振荡电路转换成高频交流电经发射电
路供给初级线圈。次级电感线圈耦合获得能量,接收初级线圈传送的电流后,输出的电流通过接收转换电路转化为成直流电对
电池充电。
1.2.2 单元电路的设计
1)发射电路
通电时,Q2导通V+电压经Q1到L1,形成电容C2反向充电(左-右+),给Q2B级一个负电压,Q2截止;Q2截止,Q1也截止,C2
再次充电(左+ 右-),给Q2B级一个负电压。如此反复,Q1导通/截止,两个三极管组成一个自激振荡电路。电路如图3(a)、(b)
所示。