一种应用NE555的无线充电器

一种应用NE555的无线充电器

技术领域

本发明专利涉及机电设计技术领域，尤其涉及一种应用NE555的无线充电器。

背景技术

进入21世纪以后，随着电子产品的增多，而每个电子产品都有自己有线充电器，非常麻烦，而且充电的接口也容易坏。如果无线的方式进行设备充电，既可以节约资源而且便利，还减少设备的损坏率。同时，电子医疗的技术也不断发展，研制出了放在人体内的电子设备，进行对人体的以及恢复，若是能够以无线的方式，在体外安装设备供电，以避免重复手术给病人而带来得痛苦，提高病人的生活质量。

随着手机的功能越来越多，屏幕的尺寸也越来越大，耗电量也随之增加。但是电池却跟不上电子设备的步伐。所以当人们享受着电子设备所带来便利的同时，还因为充电的问题而烦恼。随之无线充电将会使消费者欢迎。因为每个电子产品都会有自己的配备充电器，充电器和数据线多，所以在充电器与数据线上消费也是非常巨大，但是用无线充电器就可以减少部分损失。另外，由于有线充电需要在电子设备上有充电口，经过多次插拔容易损坏，不仅是这样，这个充电口还容易进去一些杂物，在水环境中容易发生故障。而若采用无线充电，就可以避免这些问题，厂家可以直接将接收端封装在电子设备里边，实现手机安全、可靠、的充电，从而完美的简化人的生活，给消费者更加生活体验。无线充电的技术，是利用空间磁场的场感应，也是电感耦合，将电能从发射端传送到手机用户，通过多年发展推广后，现在也很受关注。

到二十世纪末期，随着电子产品技术与计算机技术的发展，人们更需要一种新的电能传输方式，可以预见，随着无线电传输技术不断的成熟，会在生产和生活中得到更多的应用。

发明专利内容

本发明专利涉及一种应用NE555的无线充电器，本发明采用无线手机充电的方式是电磁感应，系统有发射部分与接收部分两部分组成；本发明在12v供电点电源，接收端可以在1.5cm左右输出稳定在4.2v电压充电，从而实现手机无线充电，电路的发射端有保护功能，防止MOS被电压击穿与短路等问题。

附图说明

图1：稳压电源原理图。

图2：NE555构成多谐振荡器图。

图3：NE555构成发射端电路图。

图4：整流变换电路结构图。

图5：TL431符号及内部方框图。

图6：接收端电路图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明专利涉及一种应用NE555的无线充电器，本发明采用无线手机充电的方式是电磁感应，系统有发射部分与接收部分两部分组成；本发明在12v供电点电源，接收端可以在1.5cm左右输出稳定在4.2v电压充电，从而实现手机无线充电，电路的发射端有保护功能，防止MOS被电压击穿与短路等问题。

进一步的，本发明主要分为发射端和接收端两部分，发射电路主要是由整流滤波电路、DC-DC变换电路、高频逆变电路和谐振网络组成，接收端电路主要由谐振网络、整流滤波电路和负载组成。

进一步的，本发明主要组成部分有变压器、桥式整流电路和滤波电路。首先接220V交流电，经变压器降压，然后由桥式整流电路进行全波整流，经电容滤波后，将得到的直流进行稳压（DC-DC转换）。由于振荡电路的工作电压为5V，且功放电路的工作电压为12V。变压器选择输出100W，15V和8V的环形变压器；整流管选择3A肖特基二极管IN4007；电源转换芯片可选用三端可调的稳压器LM317。辅助电源（以正12V稳压为例）的系框图如图1所示。

进一步的，本发明采用NE555构成频率可调的多谐振荡器。

进一步的，本发明利用NE555芯片输出PWM波，从而驱动开关MOS管的开闭。而PWM波可以看作是无数个高电平和低电平相互转换所形成的一种波形。因而此时NE555不应工作在稳态而是应该工作在振荡状态。此外，系统在输出高电平和输出低电平两个状态下来回切换，是依靠其自身的激励，系统最后呈现出的实际上是一种无稳态的电路，一旦上电开始工作，系统就通过在两个暂稳态的不停切换中输出PWM波。仅仅需要两个电阻和两个电容，NE555计时IC芯片就能构成振荡器电路结构。此时振荡器能够自激工作是通过向振荡电容C来回的充电和放电来实现的。此时，将NE555的2脚和6脚相连并与振荡电容的非接低端连在一起，这样就能通过振荡电容电压的变化使系统在2/3 Vcc触发和1/3 Vcc触发来回转换。一开始，当系统刚刚上电时，VCC通过电阻向振荡电容充电，此NE555输出端口输出为高电平；当振荡电容的电压达到高电平出发的阀值时，振荡电容该由通过电阻R2进行放电，此时NE555输出端口输出为低电平，如此来回反复，从而达到振荡的效果，电路图如2所示。由图2所示，振荡源由555电路，为功放电路提供激励，电源接通时，555的3脚输出高电平，同时电源通过R1R2向电容c1充电，当c1上的电压到达555集成电路6脚的阀值电压（2/3电源电压）时，555的7脚把电容里的电放掉，3脚由高电平变成低电平。当电容的电压降到1/3电源电压时，3脚又变为高电平，同时电源再次经R1R2向电容充电。这样周而复始，形成振荡，测试振荡器输出波形 。NE555构成发射端电路电路如图3所示。

进一步的，对于无线电能传输的接收端线圈的整流变换电路结构如图4所示。其工作原理与整流滤波电路相同，同样采用单相桥式整流电路，后接滤波电容。利用二极管的单向导通特性，用四个相同的二极管排列成桥式结构，达到将交流电转变为直流电的目的。

进一步的，整流滤波后的电压经过TL413和Q18050组成恒压充电电路给手机充电。TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从2.5V到36V范围内的任何值。

进一步的，接收端电路图如图6所示，L2是次级耦合线圈，(1mm漆包线密绕15 圈实测电感值约为66uH)的耦合被无线传送到次级接收电路，高频交流信号通过FR107高速整流管整流后，c4/c5滤波，D1稳压后变成5V直流电能电压,TL413和Q18050组成恒压充电电路给3.7V的锂电池进行充电，充电指示红LED灯亮TL413为Q1基极提供基准电压当充电池充满时电压超过一定量亮，Q1导通Q2也导通从而点亮led绿灯。R1是取样电阻，R2 R4分压电阻调整R4阻值值到基准电压，R5为限流电阻，调整它可以得到不同的充电电流.

进一步的，振荡线圈按要求用直径13cm 1mm的漆包线密绕10圈，接收线圈13cm 1mm的漆包线密绕15 圈实测电感值约为32uH。当功率放大器的选频回路的谐振频率与激励信号频率相同时，功率放大器发生谐振，此时线圈中的电压和电流达最大值，从而产生最大的交变电磁场。当接收线圈与发射线圈靠近时，在接收线圈中产生感生电压，当接收线圈回路的谐振频率与发射频率相同时产生谐振，电压达最大值。实际上，发射线圈回路与接收线圈回路均处于谐振状态时，具有最好的能量传输效果。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。