微距條件下的無線傳能的實現(xiàn)

3 主要元器件選擇

　　電源變壓器T1：5VA18V,這里利用現(xiàn)有的雙18V的，經(jīng)整流濾波后得到約24V的直流

　　繼電器J：DC24V,經(jīng)測量其可靠吸合電流為13mA

　　保險管FUSE：快速反應(yīng)的1A

　　可調(diào)電阻RP1和RP2：用精密可調(diào)的

　　諧振電容C8：瓷介電容耐壓不小于63V

　　整流橋D5-D8：用高頻開關(guān)管1N4148

　　精密電壓源：TL431

　　運放IC3：OPA335,TI公司的軌對軌精密單運放

　　晶體管Q3、Q4和Q5：要求漏電流小于0.1uA,放大倍數(shù)大于200,圖中已標(biāo)型號

　　發(fā)光管LED2：普亮(紅)，正向VA特性盡可能陡直(動態(tài)電阻小，穩(wěn)壓特性好)

　　發(fā)送線圈L1：用U1mm的漆包線在U66mm的圓柱體(易拉罐正好)上密繞20匝，用502膠適當(dāng)粘接，脫胎成桶形線圈

　　接收線圈L2：用U0.4mm的漆包線在同樣的圓柱體上密繞20匝，脫胎后整理成密圈形然后粘接固定。這是為了使接收單元盡可能薄型化

　　4 調(diào)試要點

　　在發(fā)送單元的FUSE1回路上串入電流表，以保持監(jiān)測。按以下順序調(diào)試。

　　4.1 調(diào)工作頻率

　　調(diào)PR1使F1-F2產(chǎn)生的方波頻率與C8L1的諧振頻率一致。此時電流表的讀數(shù)最小，接收線圈L2所得的感應(yīng)電壓最大，暫不接被充電池BT2.。

　　4.2 調(diào)基準(zhǔn)電壓

　　保持L1與L2相距2cm并同軸，此時C5兩端的直流電壓應(yīng)當(dāng)有18-20V。

　　調(diào)RP2使其兩端電壓為4.15V,這就是鋰離子電池的充電終止電壓。改變L1與L2的間距，在0-6cm之間基準(zhǔn)電壓應(yīng)當(dāng)恒定為4.15V。

　　任何一項調(diào)試必須在保證其他條件不變的情況下進行。

　　4.3 調(diào)充電控制

　　增大L1與L2的間距(約55mm)，使C5兩端的直流電壓降為8V。或者關(guān)掉發(fā)送單元，在C5兩端接上8V的實驗電源。

　　在運放輸出高電位的情況下，將R10換成5M的電位器，由大往小調(diào)，在能保證Q4完全飽和的情況下，對其電阻的最大值取3/4,成為調(diào)定的R10。這是為了即保證控制可靠，又要盡可能省電。

　　4.4 調(diào)充滿顯示

　　在運放輸出高電位時，保證Q3截止(LED3不亮)的前提下，R5取最大。

　　在運放輸出低電位時，在LED3中串入電流表，調(diào)R8使電流表讀數(shù)為0.5mA,此時LED3有足夠的亮度(方法同4-3,目的同4-3)。

　　這樣，接收單元的充電控制電路總耗電不到2mA。其中R4支路有1mA左右，Q3和Q4有0.5mA(Q3和Q4不會同時導(dǎo)通)，IC2耗電更小(小于0.01mA)。

　　5 性能測試

　　應(yīng)保證L1與L2附近沒有其他金屬或磁介質(zhì)。

　　5.1 耦合性能

　　在接收單元空載(不接被充電池)情況下，保持L1與L2同軸，改變L1-L2間距，測量接收單元C5兩端電壓DCV。

　　在5cm內(nèi)，充電控制電路能保證準(zhǔn)確可靠的工作，6cm仍可充電。

　　5.2 充電控制

　　保持L1與L2同軸并固定于相距2cm,接上待充電池，并接上電壓表。

　　斷開SW,電流表讀數(shù)為10mA,此為慢充電工作方式;接通SW,電流表讀數(shù)為30mA,此為快充電工作方式。

　　當(dāng)充電使電壓表讀數(shù)達到4.15V時，LED3熄且LED2亮，同時電流表讀數(shù)為零，表明電池BT2已被充滿并自動停止充電，并且顯示這一狀態(tài)。

　　測試時，被充電池可用一只20000uF電容代替，以縮短充電時間便于測試。

　　5.3 換能效率

　　仍保持L1與L2同軸相距2cm,充電器分別工作于快充、慢充和停充，測量。

　　5.4 電源切換

　　斷開S1,繼電器復(fù)位，由直流電源BT1供電;接通S1,繼電器吸合，由交流電源供電，此時BT1被斷開。

　　兩種供電方式對以上測試結(jié)果完全相同。

　　S3用于兩種供電方式的人工切換或強行用直流，一般處于接通狀態(tài)。

　　6 結(jié)語

　　本設(shè)計僅針對100mAh左右的小容量鋰離子電池和鋰聚合物電池，適用于MP3、MP4和藍牙耳機等袖珍式數(shù)碼產(chǎn)品。將它推廣到大容量電池，并不存在原則性的障礙。