應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的小功率無(wú)線充電系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、近年來(lái)，消費(fèi)者在享受諸如智能手機(jī)、平板電腦等各種便攜式電子設(shè)備給他們的生活帶來(lái)諸多樂(lè)趣與便利的同時(shí)，卻都一直被這些電子產(chǎn)品電池的續(xù)航能力所困擾。在電池大容量小型化技術(shù)取得有效創(chuàng)新之前，對(duì)便攜式電子設(shè)備充電方式的革新就成為一個(gè)能夠解決電池續(xù)航問(wèn)題的可能方法。將無(wú)線電能傳輸(Wireless Power Transmission，WPT)技術(shù)應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的小功率無(wú)線充電技術(shù)為此提供了一種全新的充電方式。由于電能在能量發(fā)射端與能量接收

2、端之間的傳輸是以空氣為介質(zhì)，不使用充電數(shù)據(jù)線，無(wú)線充電技術(shù)可以有效地避免傳統(tǒng)有線充電方式存在的充電接口不盡相同導(dǎo)致的充電數(shù)據(jù)線繁多、數(shù)據(jù)線插拔麻煩與插拔安全隱患等問(wèn)題，還能夠充分利用“碎片化”時(shí)間進(jìn)行充電，做到“隨放隨充，隨取隨?！?。同時(shí)，目前應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的無(wú)線充電系統(tǒng)(Wireless Charging System，WCS)也存在成本較高，耦合機(jī)構(gòu)繞制一致性較差、機(jī)械強(qiáng)度不高等問(wèn)題。因此，論文設(shè)計(jì)了一種小功率無(wú)線充電系統(tǒng)，在

3、為便攜式電子設(shè)備電池續(xù)航問(wèn)題提供一種解決方式的同時(shí)，降低了系統(tǒng)成本，優(yōu)化了耦合機(jī)構(gòu)。
　　論文以應(yīng)用普及較為廣泛的便攜式電子設(shè)備——智能手機(jī)為對(duì)象，基于感應(yīng)耦合式WPT技術(shù)設(shè)計(jì)了一種小功率WCS，為此主要進(jìn)行了以下工作:首先，在與傳統(tǒng)有芯變壓器進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比的基礎(chǔ)上，對(duì)無(wú)芯感應(yīng)耦合式WCS的基本工作原理進(jìn)行了闡述，對(duì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、能量發(fā)射端的基本結(jié)構(gòu)、能量接收端的基本結(jié)構(gòu)以及各結(jié)構(gòu)模塊的功能作用進(jìn)行了介紹。然后，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能

4、以及成本的需求，分析對(duì)比了三種高頻逆變電路以及兩種諧振電容補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定了高頻逆變電路和諧振補(bǔ)償方式，設(shè)計(jì)了電壓、電流、溫度檢測(cè)電路，完成了系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)，介紹了系統(tǒng)的控制，包括系統(tǒng)四個(gè)控制階段主要進(jìn)行的行為活動(dòng)以及功率控制流程，完成了控制芯片的選型。其次，在考慮系統(tǒng)成本、外觀體積的情況下，研究解決了在既保證電能傳輸又不增設(shè)專門的信號(hào)發(fā)射模塊與信號(hào)接收模塊情況下的系統(tǒng)通信問(wèn)題，設(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)制電路，定義了包括位、字節(jié)、數(shù)據(jù)包在