基于MSP43O單片機(jī)的無線充電器設(shè)計(jì)

如圖5所示，電能經(jīng)過線圈接收后，高頻交流電壓經(jīng)快速二極1N4148進(jìn)行全波整流，3300F的電容濾波，再用5.1v壓二極管穩(wěn)壓，輸出直流電為充電器提供較為穩(wěn)定的工作電壓。

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為了準(zhǔn)確控制充電時(shí)間，我們在設(shè)計(jì)中采用恒流充電的方法，可以保證充電電流大致為一常數(shù)I,上述電容電壓與時(shí)間的關(guān)系可表示為：

根據(jù)題設(shè)要求，充電時(shí)間應(yīng)滿足快充小于30s,慢充控制在100到140S , 計(jì)算出快充、慢充所需電流大小快I1慢I2，分別為 :

圖 5中二極管 D1、 D2的導(dǎo)通電壓基本不變 ,故可作為電壓基準(zhǔn) , 約為 1.4 V.各電壓關(guān)系為：

可見在恒流充電電路中，充電電流僅由電阻R1、R2確定。計(jì)算中約定U=0.7充電電流Ic( 三極管集電極電流)Ie,計(jì)算出快充、慢充所需電阻R1、R2分別為 :

設(shè)計(jì)中采用可調(diào)電阻， 可調(diào)節(jié)充電電流的大小。

1 .3. 4 整機(jī)電路原理圖

2 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì) 的主要任務(wù)是對充電過程的監(jiān)視及充電電路的控制。具體方法是：利用 MSP430單片機(jī) 自帶的A D轉(zhuǎn)換器實(shí)時(shí)檢測充電電池上的電壓，到規(guī)定電壓時(shí)發(fā)出控制信號，斷充電電路。基于MSP430較高的速度、高精度的AD轉(zhuǎn)換器、功能豐富的定時(shí)器等資源特點(diǎn)， 我們在LCD上設(shè)計(jì)了充電進(jìn)度條的繪制、實(shí)時(shí)充電電壓顯示、充電時(shí)間顯示等內(nèi)容。其中進(jìn)度條的繪制需要定性反映實(shí)時(shí)電壓大小，我們采用的方法是根據(jù)電壓值計(jì)算出坐標(biāo)，并調(diào)用自己設(shè)計(jì)的畫直線函數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)繪制，效果逼真( 見圖7、圖8 )。

3 功能的實(shí)現(xiàn)情況

本無線充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用220V /50HZ交流供電，24V直流供電，自動(dòng)切換交、直流供電電源; 具有快充、慢充功能，當(dāng)距離D>2cm時(shí)， 快充時(shí)間30s，當(dāng)距離D>2cm時(shí)，慢充時(shí)間 120s.系統(tǒng)充滿后顯示，自動(dòng)關(guān)斷充電。如表1所示。

4 結(jié) 語

充電效率是一個(gè)不得不考慮的問題。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以在發(fā)射接收電路的能量傳輸部分做適當(dāng)改進(jìn)，以獲得更高的效率和更遠(yuǎn)的距離;也可以設(shè)計(jì)充電設(shè)備檢測電路，在沒有能量接收電路時(shí)能量發(fā)送部分處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)能量接收電路靠近發(fā)送部分時(shí)，激活發(fā)射電路開始充電。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，具有無線充電、攜帶方便、成本低、無需布線等優(yōu)勢，有著廣泛的應(yīng)用前景。