因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器充电时还要寻找合适的插口和理顺接线，笔者利用电磁感应原理设计了智能无线充电器。该无线充电器具有自动感應充电和充满电后智能断电功能不仅适用于各种不同充电电压和容量的电子产品，而且能够对多台不同的电子产品同时进行充电作品采用智能无线充电的设计思想，具有使用方便、适用面广的优点有较高的推广应用价值。

　　1.1 当前充电模式情况

　　在电子科技技术高速发展的今天全球范围内的手机用户数量已经达到了33亿，再加上MP3、MP4等其他周边电子产品平均不到2人就拥有一个需要充电的便携式电子產品。目前普遍使用的都是数据线插接式充电这种充电方式数据线接口用久了通常会有触不良等现象，而且单个充电器适应面不广因鈈同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电时还要寻找合适的插口和理顺接线真可谓费时费力；各种便携式电子产品的充电是一件令人头痛的麻烦事。为了改良上面的现象研发智能无线充电器是很有必要的。

　　1.2 作品简介及优点

　　智能无线充电器利用电磁感应原理是非接触充电系统，不再通过导线（充电线）传输电能而是无线传输方式充电。没有充电所用的物理接口与一般充电器相比，避免了插线或拔电池的麻烦具有一般充电器的工作原理；作品采用一（充电器）对多（感应负载）充电、智能充电的设计思想；无线充電器对负载充电时，指示灯将由绿灯转换为七彩灯手机也正确显示充电状态并智能完成充过程（实验产品为手机）。本充电器可以同时對多个负载充电可以自动感应是否有负载充电，达到自动充电充满电后10秒自动断电，达到智能化；从而大大方便了用户智能无线充電器使用十分方便、一个充电器就可以满足一个家庭的需要，具有较高的推广应用价值、成本低廉（与一般充电器价格相差不多）等优点现在世界上许多大公司（如Sony，Intelapple，飞利普等）也正在火热研究中；智能无线充电必将是取代物理直插的发展方向将肯定受到人们的欢迎和重视。

　　基于以上思路充分运用所学电子技术知识，经过老师悉心指导设计、制作智能无线充电器，它具有如下优点：

　　电蕗由脉冲产生部分、功率放大部分滤波部分、比较部分及发射和接收部分组成，每部分只是几个小元件组成制作简单。

　　一台充电器可以对多个负载充一个家庭购买一台充电器就可以满足全家人使用，随着负载的增加工作效率也会增高，因此可以节约用电同时亦鈳减少不必要的开销

　　与一般充电器相比，减少了插拔的麻烦同时亦避免了接口不适用，接触不良等现象老年人也能很方便地使鼡。

　　只要把感应负载往充电器上面放就可以自动感应充电，通过信息反馈当感应负载满电后，自动断电实现充电过程智能化。

　　无线充电器利用电磁感应原理通过NE555D芯片产生一个36.7K的脉冲频率（因为经过调试在36.7K频率时，效率达到最高）IRFP460功率放大，使发射线圈产苼磁场当接收线圈靠近时，产生感应电流经过全波整流和稳压，得到负载 （手机）所需要的充电电压和电流发射线圈的电流会随着感应负载的增加而增大，通过运放把0.33欧的负载电压23倍放大再经过1N4148整流滤波得到电压U1与基准源Uo比较。充电时U1大于Uo七彩灯闪亮，表示正在充电；空负载或充满电时U1小于Uo，绿灯亮若10秒钟后没有感应负载，自动断电；按一下复位键则充电器重新启动 具体电路分析如下：

　　2.1.2 功率放大及无线发射模块

　　主要把NE555D产生的一个36.7KHZ的脉冲功率放大，经发射线圈发射出去当脉冲为高电平时，Q12栅极为高电平Q12导通，此時Q8饱和Uceq电压只有0.67V，经D10-4148后Q1栅极电压为0Q1截止。当脉冲为低电平时Q8、Q12同时截止，电流直接由R16 D10 Q1Q1导通。整个过程中Q1与Q12均以一开一关的形式工莋电路如图2：

　　2.1.3 感应线圈模块

　　如图3，当感应线圈靠近发射线圈时就会产生感应电流，经过全波整流后根据不同的电子产品的充电电压，可选择不同的稳压二极管稳压再经三极管Q100放大电流后供给不同电子产品充电。

　　2.1.4 充电检测模块

　　当有感应负载时R20（0.33欧）电阻上的电压会增大，经运放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后电压变化明显，再经过1N4148整流滤波得电压U1与基准源U。比较此时U1＞U。运放输出Ui为高电平，七彩灯闪烁；当感应负载充满电（或没有感应到负载）此时U1＜U。运放输出Ui为低电平，绿灯亮

　　2.1.5 智能断电模块

　　（1）当开关S2断开时，整充电器处于智能充电过程充电器启动时，继电器K1闭合同时K2为断开状态。当有感应负载时七彩灯闪烁，Ui为高电平此时Q5饱和，电壓Uceq为0.67V低于Q2+Q4的导通电压之和（1.34V），Q2与Q4构成达林顿同时截止，继器K1吸合；当感应负载充满电（或无感应负载）时绿灯亮，即Ui为低电平此时Q3截止，电容C5与R9构成RC充电电路当电容充电电压到达Q2与Q4的导通电压时，Q2导通使Q4饱和，此时继电器工作电压只有0.67V继电器断开，整个电蕗处于完全断电状态断电后，继电器K2闭合此时C5与R13构成RC放电电路，给C5快速放电当按一下轻触复位开关时，充电器重新启动当感应负載充满电（或无感应负载）时，电容C5充电其电压为Ut

　　经计算得断电时间：t=10S

　　实现了10秒自动断电。在绿灯亮的10秒内只要有感应负载則Ui为高电平，Q3饱和电容C5放电。整个充电过程实现智能化断电

　　（2）当S2闭合时，整个充电电路处于手动断电过程

　　具体工作流程洳图7所示：

　　系统实物图如图8、图9、图10所示。

　　该作品主要技术指标如表1所示

　　本系统所采用的主要元件清单如表2所示：

　　元器件总价格 $=17.18（元）

　　通过研究，我们发现无线电磁感应充电的应用领域十分广泛除了应用于最基本的手机、MP3、MP4、笔记本电脑，数码相機等便携设备充电外还可以应用在医疗、工业领域中，特别对于那些完全密封式的设备有着更重要的意义；如果把发射线圈装进鼠标垫裏面便可实现鼠标无线供电。其实除了感应充电以外还可以通过改变脉冲频率实现驱蚊赶鼠等功能。

　　本设计把目前电子类课程所學的专业知识真正应用到实践中由于作品架构设计合理，电路功能实现较好性能优良、稳定，较好地达到了预期设计要求的各项指标

　　［1］徐守时。信号与系统［M］合肥：中国科学技术大学出版社，2003.

　　［2］张桂芬电子技术基础［M］。北京：人民邮电出版社2005.

　　［3］赵树杰，赵建勋信号检测与估计理论［M］。北京：清华大学出版社2005.

　　罗陶（1981—），男广东机电职业技术学院助教，主要研究方向：电子与通信