无线型手机充电器设计

学位论文诚信声明书本人郑重声明：所呈交的学位论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究（设计）工作及取得的研究（设计）成果。除了文中加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究（设计）成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究（设计）所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文（设计）与资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。学位论文（设计）作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：在校期间所做论文（设计）工作的知识产权属西安科技大学所有。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文（设计）被查阅和借阅；学校可以公布本学位论文（设计）的全部或部分内容并将有关内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适用本声明。学位论文（设计）作者签名：指导教师签名：年月日I论文题目：无线型手机充电器设计专业：自动化本科生：曹添成（签名）指导教师：王媛彬（签名）摘要进入21世纪以来，随着智能手机功能越来越多，屏幕也越来越大，耗电量也就越来越大，手机充电的频率也就越来越高。数据线频繁插拔让人在充电过程中不胜其烦，不仅如此，频繁插拔容易引起充电接口损坏，因此，需要更加便捷的手机充电方式。无线充电是依靠磁场耦合原理将供电端电能传给电池从而实现对手机的充电，这是一种新的充电方式，克服传统有线手机充电方式的弊端，可以让充电更加的方便。本文对手机无线充电的原理、电路、磁场耦合进行研究，设计了一种基于磁场耦合谐振无线型手机充电器。本文研究的主要工作有：阐述用555定时器和初级耦合线圈组成谐振电路，分析手机无线充电的需求，提出系统的主要的设计要求；设计手机无线充电的主电路与谐振电路，选择控制芯片的型号，并阐述手机无线充电的控制方法与流程；提高手机无线充电的可靠性，本设计采用无线手机充电的方式是电磁感应，系统有两部分组成发射部分与接收部分。本设计在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。并且，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。整个充电电路结构简单，工作稳定，基本的应用水平已经达到。关键词：无线充电,磁场耦合，电路保护IISubject：DesignoftheWirelessChargingSystemforMobilePhonesSpecialty：AutomationName：CaoTiancheng（Signature）Instructor：WangYuanbin（Signature）ABSTRACTSinceenteringintwenty-firstCentury,withmoreandmoresmartphones,moreandmorescreens,powerconsumptionisalsoincreasing,thefrequencyofmobilephonechargingisalsogettinghigherandhigher.Datalineoffrequentpluggingandletapersoninchargeoftroublesome,notonlyso,frequentpluggingiseasycausecharginginterfacedamage.Therefore,itisnecessarytomoreconvenientmobilephonecharging.Wirelesschargingistorelyontheprincipleofmagneticcouplingwillpowersupplyendofthepowertransmissiontothebatterysoastorealizethechargingofmobilephone,whichisanewwayofcharging,overcometraditionalwiredmobilephonechargingshortcomings,sothatthechargingmoreconvenient.Inthispaper,theprinciple,circuitandmagneticfieldcouplingofmobilephonewirelesschargingarestudied,andawirelessphonechargerbasedonmagneticfieldcoupledresonanceisdesigned.Themainworkofthispaper:describeshowtouse555timerandprimarycouplingcoiltoformaresonantcircuit.Analysistheneedsofmobilewirelesscharging,putforwardthesystemofthemaindesignrequirements;designmobilewirelesschargingmaincircuitandresonantcircuit,choosethemodelcontrolchip,andexpoundsthemobilewirelesschargingcontrolmethodandprocedure;improvethereliabilityofthemobilewirelesscharging,thisdesignusesthemobilewirelesschargingiselectromagneticinduction.Thesystemhastwopartsformthetransmittingpartandreceivingpart.At12Vpowersupplypoint,thereceivingendcanbestableinthe1.5cmoutputvoltageof4.2Vcharging,soastorealizethewirelesschargingofmobilephone.Inaddition,theemissionendofthecircuithastheprotectionfunction,andpreventstheMOSfrombeingdamagedbyvoltageandshortcircuit.Thewholechargingcircuitissimpleinstructure,stableinoperation,andthebasicapplicationlevelhasbeenreached.Keywords:wirelesscharging，magneticcoupling，Magneticcouplin目录第一章绪论...............................................................11.1课题研究背景及意义.................................................11.2国内外研究现状和发展趋势...........................................11.3课题的主要研究内容.................................................21.4本章小结...........................................................3第二章电磁感应电能传输基本理论...........................................42.1手机无线充电系统的基本原理.........................................42.2手机无线充电系统的基本结构.........................................52.2.1能量发射端....................................................52.2.2能量接收端....................................................62.3需求分析及设计要求.................................................62.3.1需求分析......................................................62.3.2主要设计要求..................................................72.4本章小结...........................................................7第三章手机无线充电系统主电路设计.........................................83.1辅助电源...........................................................83.2手机无线充电系统发射端.............................................83.2.1震荡电路设计..................................................83.3手机无线充电系统接收端............................................113.3.1整流变换电路.................................................113.3.2手机无线充电接收端控制.......................................123.3.3手机无线充电系统耦合线圈.....................................143.4本章小结..........................................................14第四章手机无线充电系统仿真..............................................164.1信号调制电路的仿真验证............................................164.2本章小结..........................................................19第五章手机无线充电系统原边线圈与副边线圈设计............................205.1线圈自感的影响因素分析............................................205.1.1线圈尺寸分析.................................................205.1.2线圈线宽和线间距分析.........................................215.3实验验证..........................................................255.4本章小结..........................................................25第六章总结与展望........................................................266.1全文总结..........................................................266.2展望......................