如图1所示。
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2智能无线充电器设计的整体思路
本文通过无线充电QIWPC通信序列,并且无线充电过程主要是由感应线圈被动的接收发送端所发出的能量并进行处理。整体设计思路是将交流电经过全桥整流电路转变为直流电12V给系统进行供电,将NE555组成的振荡器所产生的能量通过线圈以电磁感应的方式发送出去,当接收端的接收线圈与发射端的发射线圈在近距离相互靠近作用时,则接收线圈会产生相应的感生电压,当接收线圈回路的谐振频率与发射频率相同时则就会产生谐振频率,电压值也就会达到最大值,则就说明该系统具有较好的能量传输效果。
整个设计系统的工作流程图如图2所示。
3系统硬件电路与软件程序的设计
系统以MCS51单片机和KA7500B脉宽调制型开关电源集成芯片为核心,KA7500B芯片具有恒流和恒压的功能。其恒流值符合如下公式:
式31中R为电流取样电阻为005Ω,PWM为MCS51单片机PWM输出滤波后的电压电路中的电压反馈的正、负极对应KA7500B的第15和16脚。
输出电压值公式:
31硬件电路板卡的设计
硬件电路板卡主要是分为发射端和接收端两部分;通过2个感应线圈耦合能量,接收端的感应线圈输出稳定交流电经过接收转换电路变化成直流电为手机等便携式设备进行充电。
设计的硬件电路接收端是由DCDC转换器、按键模块、显示模块和主控模块等几部分组成。DCDC转换器是将能量进行储存和释放,显示模块通过液晶显示器将充电的电流和电压进行显示。按键模块进行对恒定的电流和电压进行设置,主控模块是以MCS51单片机为核心,然后通过外接的USB接口进行对手机等便携式设备进行充电。
32软件程序设计
本文设计整体程序设计思路主要由MCS51单片机程序控制实现。其软件程序的工作过程为:首先对电路进行启动初始化,然后进行电路功能选择,输出选择并进行确定输出,MCS51单片机采集计算输出PWM信号,定时采集感应线圈所发出的数据并处理调节PWM信号占空比等,通过调节占空比来完成电压调节。
单个周期内,电路的充电时间为:
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tr07(R36R40R42)C16
放电时间为:
tf07(R40R42)C16
充电过程基本上可以分为两个阶段进行,第一个阶段为恒流充电,其中电流可以设定,当充电电压达到42V时转入第二阶段,恒压充电电流随着时间的推移而逐渐降。具体充电曲线如图3所示。
本文研究的数据采集部分主要是由MCS51单片机内部的AD转换模块完成的,采集程序主要是分为ADC寄存器初始化函数、发送启动转换命令函r