智能无线充电系统电路设计详解
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https://www.wendangku.net/doc/5815942529.html,/news/200515_p1.html 智能无线充电系统电路设计详解【大比特导读】智能无线充电器利用电磁感应原理，是非接触充电系统，不
再通过导线(充电线)传输电能，而是无线传输方式充电。没有充电所用的物理接
口，与一般充电器相比，避免了插线或拔电池的麻烦。
在电子科技技术高速发展的今天，全球范围内的手机用户数量已经达到了33亿，再加
上MP3、MP4等其他周边电子产品，平均不到2人就拥有一个需要充电的便携式电子产品。
目前普遍使用的都是数据线插接式充电，这种充电方式数据线接口用久了通常会有触不良等
现象，而且单个充电器适应面不广，因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电时
还要寻找合适的插口和理顺接线，真可谓费时费力;各种便携式电子产品的充电是一件令人
头痛的麻烦事。为了改良上面的现象，研发智能无线充电器是很有必要的。
智能无线充电器利用电磁感应原理，是非接触充电系统，不再通过导线(充电线)传输电
能，而是无线传输方式充电。没有充电所用的物理接口，与一般充电器相比，避免了插线或
拔电池的麻烦，具有一般充电器的工作原理;作品采用一(充电器)对多(感应负载)充电、智
能充电的设计思想;无线充电器对负载充电时，指示灯将由绿灯转换为七彩灯，手机也正确
显示充电状态并智能完成充过程(实验产品为手机)。本充电器可以同时对多个负载充电，可
以自动感应是否有负载充电，达到自动充电，充满电后10秒自动断电，达到智能化;从而大
大方便了用户。智能无线充电器使用十分方便、一个充电器就可以满足一个家庭的需要，具
有较高的推广应用价值、成本低廉(与一般充电器价格相差不多)等优点，现在世界上许多大
公司(如Sony，Intel，apple，飞利普等)也正在火热研究中;智能无线充电必将是取代物理
直插的发展方向，将肯定受到人们的欢迎和重视。
NE555D脉冲发生器模块
如图1，根据 T =(R1+Rp)C1，f = 1/T，调节Rp使NE555D输出一个36.7KHZ的脉冲频
率。
图1 NE555D脉冲发生器模块
功率放大及无线发射模块
主要把NE555D产生的一个36.7KHZ的脉冲功率放大，经发射线圈发射出去。当脉冲为高电平时，Q12栅极为高电平，Q12导通，此时Q8饱和，Uceq电压只有0.67V，经D10-4148后Q1栅极电压为0，Q1截止。当脉冲为低电平时，Q8、Q12同时截止，电流直接由R16 D10 Q1，Q1导通。整个过程中Q1与Q12均以一开一关的形式工作。电路如图2：
图2 功率放大及无线发射模块
感应线圈模块
如图3，当感应线圈靠近发射线圈时，就会产生感应电流，经过全波整流后，根据不同的电子产品的充电电压，可选择不同的稳压二极管稳压，再经三极管Q100放大电流后供给不同电子产品充电。
图3 感应线圈模块
无线充电器利用电磁感应原理。通过NE555D芯片产生一个36.7K的脉冲频率(因为经过调试在36.7K频率时，效率达到最高)，IRFP460功率放大，使发射线圈产生磁场，当接收
线圈靠近时，产生感应电流，经过全波整流和稳压，得到负载 (手机)所需要的充电电压和电流。发射线圈的电流会随着感应负载的增加而增大，通过运放把0.33欧的负载电压23
倍放大，再经过1N4148整流滤波得到电压U1与基准源Uo比较。充电时，U1大于Uo七彩灯闪亮，表示正在充电;空负载或充满电时，U1小于Uo，绿灯亮，若10秒钟后没有感应负载，自动断电;按一下复位键则充电器重新启动。
充电检测模块
当有感应负载时，R20(0.33欧)电阻上的电压会增大，经运放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后，电压变化明显，再经过 1N4148整流滤波，得电压U1与基准源Uo比较，此时U1>Uo，运放输出Ui为高电平，七彩灯闪烁;当感应负载充满电(或没有感应到负载)，此时 U1 图4 充电检测模块 智能断电模块 当开关S2断开时，整充电器处于智能充电过程。充电器启动时，继电器K1闭合，同时K2为断开状态。当有感应负载时，七彩灯闪烁，Ui为高电平，此时Q5饱和，电压Uceq为0.67V，低于Q2+Q4的导通电压之和(1.34V)，Q2与Q4构成达林顿，同时截止，继器K1吸合;当感应负载充满电(或无感应负载)时，绿灯亮，即Ui为低电平，此时Q3截止，电容C5与R9构成RC充电电路，当电容充电电压到达Q2与Q4的导通电压时，Q2导通，使Q4饱和，此时继电器工作电压只有0.67V，继电器断开，整个电路处于完全断电状态。断电后，继电 器K2闭合，此时C5与R13构成RC放电电路，给C5快速放电。当按一下轻触复位开关时，充电器重新启动。当感应负载充满电(或无感应负载)时，电容C5充电，其电压为Ut 当S2闭合时，整个充电电路处于手动断电过程。 图5 智能断电模块 图6 智能无线充电器原理电路图 通过研究，我们发现无线电磁感应充电的应用领域十分广泛，除了应用于最基本的手机、MP3、MP4、笔记本电脑，数码相机等便携设备充电外，还可以应用在医疗、工业领域中，特别对于那些完全密封式的设备有着更重要的意义;如果把发射线圈装进鼠标垫里面，便可实现鼠标无线供电。其实除了感应充电以外，还可以通过改变脉冲频率实现驱蚊赶鼠等功能。 国家电工电子实验教学中心 电子系统课程设计 设计报告设计题目：手机无线充电系统 目录 1设计任务要求 (2) 2 设计方案及论证 (4) 2.1 任务分析 (4) 2.2 方案比较 (7) 3 制作及调试过程 (17) 3.1 制作与调试流程 (17) 3.2 遇到的问题与解决方法 (20) 4 系统测试 (21) 4.1 测试方法 (21) 4.2 测试数据 (22) 5 系统使用说明 (24) 5.1 系统外观及接口说明 (24) 5.2 系统操作使用说明 (26) 6 总结 (26) 6.1 本人所做工作 (26) 6.2 收获与体会 (27) 7 参考文献 (27) 1.设计任务要求 （1）制作一个输入直流电压12V，输出为3.6V手机电池充电（充满电压为4.2V）的无线充电系统。 （2）发射器与接收器之间采用电感线圈耦合方式进行无线能量传输。 （3）发射器采用12V直流单电源供电，接收器供电只能来自耦合线圈。 （4）接收器考虑给手机电池充电，输出电压变换围0~4.2V，500mA恒流充电。充电特性如下图所示。 1.基本部分（50分） （1）接收器工作指示（20分） 要求：接受器接收到能量后用发光二极管指示。 测试方法：发射器采用 12V直流供电。接收线圈靠近发射线圈时（距离和角度不限），观察接收器工作指示灯是否点亮。 （2）接收器恒压功能（20分） 要求：当接收器不接负载时输出电压为 4.2V±0.1V。 测试方法：发射器采用 12V直流供电。在接收器不接任何负载条件下，当接收线圈靠近发射线圈并固定不动时（距离和角度不限），测量接收器输出电压是否为 4.2V±0.1V。 轻微移动接收线圈时，测量该电压应保持在 4.2V±0.1V围。 （3）接收器恒流功能（10分） 要求：接收器带负载条件下，当输出电压在 0~4VDC变化时输出电流稳定在10mA或大于10mA（当满足发挥部分时，可直接得分），要求恒流误差小于 5mA（两线圈距离和角度不限）。 测试方法：发射器采用 12V直流供电。当接收线圈靠近发射器线圈时（距离和角度不限），测量恒流值是否大于10mA及是否满足恒流误差要求。 2.发挥部分（50分） （1）充电指示（20分） 要求：当接收器给负载充电时，充电指示灯亮；充满后，充满指示灯亮。 测试方法：发射器采用 12V直流供电。当接收器线圈靠近发射器线圈时（距离和角度不限），测量恒流充电阶段充电指示灯是否点亮；测量当恒流充电电流减小后充满指示灯是否点亮。 （2）扩大充电电流（30分） 要求：尽可能提高恒流充电电流。 测试方法：当接收器线圈靠近发射器线圈时（距离和角度不限），测量所能达到的最大恒流指标，要求恒流误差小于 5mA，充满后输出电压为 4.1~4.2VDC（按下图计算得分）。 引言 §1.1 无线充电技术的背景 随着智能手机、数码相机以及平板电脑等移动电子产品在人们生活中的广泛应用，内置锂电池续航短问题日益凸显，在这种情况下，无线充电技术应运而生。有研究指出，全球无线充电技术将于2017年形成一个70亿美元的市场。 据了解，无线充电技术来源于日本。日本富士通公司2010年9月宣布其研究出了新的无线充电技术，可实现在距离充电器几米远的地方进行无线充电。而所谓的无线充电技术，即不用通过电源线和电缆等一切外接设备，就可给电子设备充电。其原理是利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振，实现电能高效传输的技术。 综观目前的电子市场，锂电池等电子产品用电池在技术上迟迟没有取得新的突破，导致电池根本满足不了用户的用电需求。而目前出现的移动电源充电器在给电子产品充电时也需要数据线。而且移动电源容量有限，并不能从根本上解决用户移动用电的需求。无线充电技术的出现，或可解决移动电子产品的充电难题。据了解，目前在北美，大批通过近距离无线充电技术解决智能手机充电难题的创业公司开始出现。而随着无线充电网点的完善，无线充电技术有望得到更广泛的应用[1]。 §1.2 无线充电技术的先驱 根据报道和网络检索，世界上各个国家已经投入到这个领域的研究当中[2]。 Palm︱美国 Palm公司是美国老牌智能手机厂商，它最早将无线充电应用在手机上。它推出的充电设备“触摸石”，就可以利用电磁感应原理无线为手机充电。 海尔︱中国 海尔推出的概念性“无尾电视”，不需要电源线、信号线和网线。海尔称该产品采用了与麻省理工学院合作的无线电力传输技术。 Powermat︱美国 目前 Powermat 推出的充电板有桌面式和便携式等多种，主要由底座和无线接收器组成，售价在100美元左右。 劲量︱美国 (多图)10W无线充电系统的实现及设计指南 作者: Norelis Medina UpalSengupta TI上网日期: 2015年04月28日评论[ 1 ] 关键字：充电10W无线电源收发器接收器 在手机和其它小型便携式应用中，无线电源系统不断得到认可。现有标准受限于5W电力传输，但是智能手机、平板电脑和便携式工业及医疗应用不断增长的电力需求对供电能力提出了更高的要求。随着输出功率的增加，必须在系统设计最初就将效率和热性能考虑在内。这篇文章回顾了可批量生产的10W无线充电系统的实现方式，并提供了与系统性能优化有关的系统设计指南。我们还给出了一些已经在10W应用中成功测试的收发器 (TX) 和接收器(RX) 线圈的示例。 无线电源多年前就已经出现，形式也有多种，不过最近才由于行业标准的出现而变得更为普遍。 智能手机和小型平板电脑是目前使用无线充电的主要产品类别。然而，这项技术也开始扩展到 可穿戴设备以及医疗和工业应用。当无线电源与无线连通技术配合使用时，就可以使无外部接头、 完全密闭设备的设计成为可能。这使得无线电源成为所有需要在室外或潮湿环境中运行的便携式 系统的理想选择。 现有的工业标准只有有限的功率输出能力通，常在5W范围内。更高功率标准的开发正在进行当 中，截至2014年12月，还未完全确定。因此，那些需要更高功率水平来为较大容量电池充电 的器件就需要定制或专有设计。虽然系统设计人员有可能使用标准组件“从零开始”，但是这种方 法就很难实现终端产品快速投放市场的这一目标。现在市面上的互补发射器和接收器芯片组可实 现针对便携式应用的10W无线电源系统的即刻设计，其中包括一个和两个电池节电池组架构。 图1：典型无线电源系统架构图 无线电源系统架构 图1中显示的是一张紧密耦合智能无线电源系统的简化图。如果从原理图的角度来看，它看起来 很像一款变压器耦合隔离式电源转换电路。然而在这里, 初级线圈和次级线圈是完全分离开来， 而不是绕在同一磁芯上的。电能从发射器（初级，或TX）端传输到接收器（次级，或RX）端， 而接收器电路以数字脉冲的形式将反馈发送回磁耦合器件。 简易无线通信系统(T-1题) 一、任务: 设计并制作一个简易无线通信系统. 二、要求: 1、基本要求: (1)发射频率在1～40米Hz 任选,调制方式A米/F米任选; (2)自制正弦波信号源,峰峰值1V ,频率400～600Hz可调; (3)输出功率小于20米W(在标准50Ω假负载上); (4)接收距离不小于5米(输入信号为1V、500Hz正弦波,输出信号无明显失真); 2、发挥部分: (1) 接收机能显示接收输出信号的频率; (2) 发射端可控制接收机输出直流电压变化(1～3V)及显示该电压值; (3) 增大接收距离大于10米(输入信号为1V、500Hz正弦波,输出信号无明显失真); (4) 其他的创新和发挥. 三、评分标准: 项目满分 基本要求 100 设计与总结报告:方案比较、设计与论证、理论分析与计 算、电路图及有关设计文件、测试方法与仪器、测试数据 与测试结果的分析. 50 实际制作完成情况50 发挥部分 50 完成第(1)项15 完成第(2)项15 完成第(3)项15 完成第(4)项 5 总分50 无线LED控制器的制作(T-2题) 一、 任务 设计并制作一个采用无线控制方式(红外、超声波、射频等任一种)来实现控制8路LED 灯的无线控制器,系统如下图所示: 要求 (一)基本要求 (1)可实现无线控制八路LED 灯(键盘控制任意一路LED 灯的亮、灭、左循环、 右循环); (2)使该控制器具备密码保护功能,当输入正确的密码后方能对键盘进行控制,反 之控制器发出报警; (3)设计控制距离以使用者为中心,圆半径距离设定在5米内均可接收. (二)发挥部分 (1)可实现LED 灯的分级亮度控制; (2)可实现测量无线LED 控制器的电源电压V,当V 下降到(7/8)V 时, 8路LED 有7个亮、满格电压V 时8路LED 全亮; (3)设计控制距离以使用者为中心,圆半径距离设定在1米内、5米内、10米内 三档可设置,且每档设计控制距离的实际测量不能超出所要求的距离; (4)有其他的创新和发挥. 三、评分标准 2．（20分）设计电动汽车无线充电系统，要求： 1）给出系统整体设计方案； 2）设计系统功率2.2kW，输入电压220V，输出电压300V； 3）给出系统simulink仿真图及关键部分波形图； 4）给出系统主要参数设计过程。 1、设计方案 无线充电系统的设计功率为2.2kW，输入电压为工频交流220V，输出电压为直流300V。根据设计要求，需要该系统有一定的自调压能力。 整体设计方案为：先通过一个交直交变频器输出高频交流电，将这个高频交流电通过无线传输装置（仿真中用耦合电感代替）传输到汽车内置的接收装置。通过整流电路转化为直流电，最后通过一个带负反馈的调压电路输出300V电压并能控制充电电流。具体设计过程如下： 2.1、首先使用一个二极管不控整流模块，将220V电转化为直流电，并使用LC滤波，滤波后的电压约为350V。 二极管不控整流模块如下图： 经过LC滤波之后的输出电压： 2、使用IGBT全控器件搭建单相逆变模块，将直流350V转化为高频交流电，频率为20kHz。一般来说，频率越高，传输同样的能量使用的耦合电感越小，能量的损失也越小。由于受到器件开关速度的显示和工业标准的限制，使用电磁感应方式的无线充电系统频率不超过100kHz。在这里我的传输频率为20kHZ，符合要求。 前半部分的整体仿真模型。包括二极管整流模块，高频逆变模块，耦合电感作为无线传输模块： 经过逆变模块后产生的高频方波交流电，频率为20kHz： 经过耦合线圈传输到副边的高频交流电，由于耦合线圈相当于一个电感，电压传输到副边后稍微有些畸变。另外耦合线圈相当于变压器，将电压升高到600V 左右。 无线能量传输模块的设计非常复杂，在这里不做具体设计。仿真中只使用耦合线圈作为无线传输模块，接受前端的高频交流电，并通过第二个整流电路变为直流电，在这里我使用了全控型器件搭建第二个整流桥，这样可以通过改变移相角使其具有一定的调压能力。 耦合线圈副边，使用IGBT搭建单相全控整流电路： 电源招聘专家 无线充电系统设计方案 无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电，其方便性可以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品；因为有商机才会有厂商愿意投入相关产品开发，目前可以知道非常多知名品牌厂商已经将无线充电这个功能列入新一代的产品的规格之一。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述，所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术，距离1mm到数公尺都是一样是无线，供电端与受电端交互作用就称感应，所以无线充电是广义的名词没有一定的规格。 原理简单·实作困难 无线充电的方法在实验阶段有开发出很多方法，但目前唯一有机会量产商品化为线圈感应式。线圈感应式的原理很简单，是百年前就被发现物理现象，但过去长久以来这样的线圈感应只运用在绕线式的变压器中。早期就有人发现将绕线式的变压器的将“E”型铁心绕线后对向紧贴后接上市电就可以感应传电，但距离略为分开后感应效果就消失，这是因为在市电60Hz下，电磁波传递会随着距离增加能量快速衰退。 在现今的应用中，由于装置本身需要有外壳包装，发射端加上接收端的外壳厚度至少从3mm 起算，早期电动牙刷产品开发时就发现当距离拉开后需要将线圈上的操作频率提高才能让电力能传送的更远；在电磁波中有一个特性，就是频率越高的电磁波可以传送比较长的距离后能量衰减较低。 后来rfid应用开始发展，主要就规划的三个频段LF低频(125~135KHz)、HF高频(13.56MHz)、UHF超高频(860~960MHz)可以使用，而这些频段也造就了目前无线电力系统在设计之初频率采用的参考点。早在10年前电动牙刷的无线充电就已经上市，当时的传送功率小、充电时间长，在现在的智能手持装置的耗电状况来看，当时的充电能量不敷使用所以10年来还无法实用化。但这几年来发展出新的技术可用较高的“共振”接收效率运作方式，由于这个技术较新所以各界的说法很多，但都是有一个很重要的特性，就是接收线圈上都会有配置电容来构成一个具有频率特性的接收天线，在特定的频率下可以得到较大的功率移转。这部份就跟早期的电磁感应不同，当距离拉开后依然就可以得到良好的电力传送效果。共振的原理非常简单，就跟钢琴调音师一样放不同水量的玻璃杯，在精准的调音下可以将某个玻璃杯透过共振将其振碎；但其它的文章都没有提到，若是没有经过专业钢琴调音师训练的一般人，可能永远也调不出可以让玻璃杯振碎的频率！这就是原理简单、实作困难。 （无线局域网场景） 一、PBL问题二： 试设计一个完整的无线通信系统物理层的传输方案，要求满足以下指标: 1. Data rate ：54Mbps, Pe<=10-5 with Eb/N0 less than 25dB 2. 20 MHz bandwidth at 5 GHz frequency band 3. Channel model ：设系统工作在室内环境，有4条径，无多普勒频移，各径的相对时延为：[0 2 4 6]，单位为100ns ，多径系数服从瑞利衰落，其功率随时延变化呈指数衰减：[0 -8 -16 -24]。 请给出以下结果： A. 收发机结构框图，主要参数设定 B. 误比特率仿真曲线（可假定理想同步与信道估计） 二、系统选择及设计设计 1、系统要求 20MHz带宽实现5GHz频带上的无线通信系统； 速率要求: R=54Mbps； 误码率要求: Pe <=10^ (-5)。 2、方案选取 根据参数的要求，选择802.11a作为方案的基准，并在此基础上进行一些改进，使实际的系统达到设计要求。 802.11a中对于数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的确定如表1 所示。 与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持续时间相关的参数如表2 所示。 关的参数 参考标准选择OFDM系统来实现，具体参数的选择如下述。 3、OFDM简介 OFDM的基本原理是将高速信息数据编码后分配到并行的N个相互正交的子载波上，每个载波上的调制速率很低(1/N)，调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散，从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM系统对多径时延扩散不敏感，若信号占用带宽大于信道相干带宽，则产生频率选择性衰落。OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系，这样，由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据，可以通过频率分量增强的部分的接收数据得以恢复，即实现频率分集。 OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成了许多个窄带信号。 简易无线充电系统DIY设计方案 1、原理简介 无线充电系统主要利用电磁感应原理。电磁感应方案就是利用变压器原理，通过初、次级线圈的感应来实现电能的传输。基于这种方式的无线电能传输系统主要有三大部分组成，即能量发送端、无接触变压器、能量接收端。当发送线圈中通以交变电流，该电流在将在周围介质中形成一个交变磁场，接收线圈中产生的感应电动势可供电给移动设备或者给电池充电。这种方案的特点是能量接收端和次级线圈相连，可灵活移动，电路简单，易于实现，可用于距离要求不高但又不需要机械和电气连接的场合。 2、系统设计 2.1总体设计 无线充电系统由电源电路、高频振荡电路、高频功率放大电路、发射、接收线圈和高频整流滤波电路 5 部分组成，系统框架如下图（1）所示，最后给可充电电池充电。从无线电路传输的原理上看，电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播，要产生电磁波首先要有电磁振荡，电磁波的频率越高其向空间辐射能力的强度就越大，电磁振荡的频率至少要高于 100KHZ，才有足够的电磁辐射。 2.2 高频振荡电路设计 用CMOS 电路六反相器 CD4069 的晶体振荡电路CD4069 构成的两种晶体振荡电路如图（2）所示 用CD4069产生高频振荡比LC振荡电路的效果要好 2.3 功率放大器的设计 电路如图（3）所示 场效应管属于电压控制元件，是一种类似于电子管的三极管，与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有输入阻抗高，输入功耗小，温度稳定性好，信号放大稳定性好，信号失真小， 噪声低等特点，而且其放大特性也比电子三极管好，图（ 3）功率场效应管电路中三个电阻R1、R2、R3 并联接到场效应管的栅极 G，前级的高频振荡电路也接到 G；原级 S 直接接地；漏极 D 接LC 振荡电路，其谐振频率和前级的高频振荡频率相同。 2.4发射、接收线圈电路流程图 4 如下所示 无线通讯系统设计方案目录 1 概述 2 2 KT106系统技术优势 3 3 系统组成 4 4 传输平台 5 5 组网方式 6 6 设备部署 6 7 系统主要功能9 1概述 长久以来，国内外矿井的无线通讯技术一直停留在窄带低速范围内，普遍存在设备复杂、功能单一、无法复用通道，重复布线的问题。重庆分院在进行大量的前期调研、资料收集、分析研究总结的基础上，利用目前国内外成熟的Wi-Fi 技术，结合广泛应用的RFID技术，通过技术改进、本质安全设计，开发出了适应煤矿特殊环境的KT106矿井无线通讯系统。 KT106矿井宽带无线通讯系统作为新一代的矿井无线传输系统，采用Wi-Fi 与RFID技术相结合，在煤矿井下实现了通过一套系统实现语音和人员定位数据传输。是我院最新研究的产品。突破传统系统结构模式，无线通讯及人员定位共用一套传输线路，具有很高的性价比。系统网络结构将采用以工业以太网为主干的星型结合总线型的网络结构方案，以工业以太网交换机作为星型的中心点，基站之间采用串行连接方式。基站同时具有语音通信和定位功能，定位终端包括带定位功能的手机和专用的定位卡两种。系统采用本质安全供电的方式，使设备达到在回风巷道和工作面使用的安全等级和技术要求。 本系统通过配套的管理软件、工业以太网、PBX网关等设备，形成一套完整的以矿井工业以太环网为传输主干，无线信号进行空间覆盖的矿井无线通讯系统，使煤矿无线通讯技术跃上一个新的台阶，并处于国内外技术领先水平。 本系统是重庆研究院历时5年，经过不断探索和完善，为煤炭行业研制出了能够实现井下无线语音通话功能的最新技术装备，并能够24小时对煤矿出入井人员进行实时跟踪监测和定位，随时清楚掌握每个人员在矿井下活动轨迹，是煤矿最新一代安全生产管理系统。 KT106无线通讯系统结构如下： 简易无线充电系统DIY设计方案 i、原理简介 无线充电系统主要利用电磁感应原理。电磁感应方案就是利用变压器原理，通过初、次级线圈的感应来实现电能的传输。基于这种方式的无线电能传输系统主要有三大部分组 成，即能量发送端、无接触变压器、能量接收端。当发送线圈中通以交变电流，该电流在将 在周围介质中形成一个交变磁场，接收线圈中产生的感应电动势可供电给移动设备或者给 电池充电。这种方案的特点是能量接收端和次级线圈相连，可灵活移动，电路简单，易于实 现，可用于距离要求不高但又不需要机械和电气连接的场合。 2、系统设计 2.1总体设计 无线充电系统由电源电路、高频振荡电路、高频功率放大电路、发射、接收线圈和高频整流滤波电路5部分组成，系统框架如下图（1 ）所示，最后给可充电电池充电。从无线 电路传输的原理上看，电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播， 要产生电磁波首先要有电磁振荡，电磁波的频率越高其向空间辐射能力的强度就越大，电磁振荡的频率至少要高于100KHZ，才有足够的电磁辐射。 （图1） 22高频振荡电路设计 用CMOS电路六反相器CD4069的晶体振荡电路CD4069 构成的两种晶体振荡电 路如图（2）所示 （图2）用CD4069产生高频振荡比LC振荡电路的效果要好 2.3功率放大器的设计 电路如图（3）所示 +12V +I2V （图3）场效应管属于电压控制元件，是一种类似于电子管的三极管，与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有输入阻抗高，输入功耗小，温度稳定性好，信号放大稳定性好，信号失真小，噪声低等特点，而且其放大特性也比电子三极管好，图（3）功率场效应管电路中三个电 阻R1、R2、R3并联接到场效应管的栅极G,前级的高频振荡电路也接到G ；原级S直 接接地；漏极D接LC振荡电路，其谐振频率和前级的高频振荡频率相同。 2.4发射、接收线圈电路流程图4如下所示 毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 无线语音通信系统设计 一、选题的背景和意义 选题的背景： 信息时代社会的飞速发展，以科技技术尤其是移动通信技术的发展，改变了人们的生活方式和沟通方式。人们对操作简单、体积小巧、功能强大、携带方便的移动通信设备越来越钟爱，这就极大的促进了无线语音通信技术的发展。近十年来，随着信息科学技术和计算机科学的变革和发展，无线语音通信技术逐渐取代有线语音通信技术，因此无线语音通信成为科学技术发展最活跃最光明的领域之一。无线通信技术的发展日新月异，新理论、新技术、新方法不断涌现。无线语音通信技术已经成为一种发展趋势在各个领域当中逐步得到应用，无线语音通信技术已经广泛的应用在通信、计算机、自动控制、遥控/遥测、医疗设备和家用电器等领域中。无线语音通信传输技术具有成本低、无需通讯电缆、不受应用环境限制、组态灵活、重构性强等优点，这使得无线语音通信技术有广阔的发展空间。 选题的意义： 当代科学技术日益向高速化、信息化、网络化发展，使得各种各样的制造业和通信业的设备除了可以与计算机连接外，还可以相互之间连接，从而实现设备之间相互联机的最具发展潜力的方式就是无线语音通信。与有线语音通信方式相比，无线语音通信具有一系列优点，架设周期短，架设方便，通话质量好，保密度高等等优点。过去的无线数据传输产品需要较多的无线电专业知识和价格高昂的专业设备，而且传统的电路方案不是电路繁琐就是调试非常困难，所以会影响用户的使用和新产品的开发。nRF2401系列高速单片无线收发芯片为短距离无线数据传输的应用提供了较好的解决方案，因为采用了低发射功率和高接收灵敏度的设计，因而可以满足无线管制要求，而且使用无需许可证，是目前低功率无线数据传输的最理想的选择，可广泛用于遥控装置、工业控制、无线通信、电信终端、车辆安全、家庭自动化、报警和安全系统等等方面。本项目依照实验的目的和无线语音通信的优点，考虑各种情况和使用环境的不同，通过对多种芯片进行认真选择比较，并进行了详细的论证和思考，最终本 手机无线充电器方案设计 随着科技的不断发展，手机等通讯设备的种类不断增多，人类已经不再满足传统式的充电方式．这种方式的弊端就是循环使用充电设备会导致插头的损坏或者不牢固，产生漏电的危险．虽然现在已经出现了手机无线充电系统，但是还不够完善．本文通过对手机无线充电系统的剖析，让读者进一步的了解无线充电系统。 引言 早在上个世纪末期，手机无线充电设备就已经诞生了．当时，它以小巧便携等特点受到了很多年轻人的关注．但是当时的手机充电系统还是存在着很多弊端，例如传输距离短，难以让不同厂商出产的手机充电设备兼容等因素导致手机无线充电系统并没有广泛应用． 1，手机无线充电的发展史 自从两个世纪前的三十年代，迈克尔·法拉第在试验的过程中发现了随着周围磁场的变化就会产生电流．时隔六十年后，尼古拉·特斯拉以爱迪生助手的身份在光谱辐射研究时成功申请了一个专利．当时的科技非常落后，所以最终以效率低且存在危险而放弃．又经过了一个世纪的滞后，香港城市大学电子工程学系许树源教授对手机无线充电系统又做出了贡献，但是此充电系统必须让手机和充电器相接触．2007年初，美国麻省理工学院的马林·索尔贾希克（MarinSoljacic）带领一些学生对无线充电又登上了一个更大的台阶，他们在两米以外成功通过无线电流点亮了一盏家用灯泡．最近，英国一家公司根据电磁感应发明了一种新型无线充电器，它看上去就像一块塑料鼠标垫，将手机等放在垫上就能充电，并且可以同时给多个手机设备充电。 2，手机无线充电的特点 手机无线充电最大的优点就是不需要手机连线进行充电，它是利用磁共振在手机无线充电器和手机之间通过空气进行充电，手机与充电器相感应，那么线圈就会与电容器在手机充电器和手机之间形成磁共振．同时，无线充电可以节省空间，只要进入到无线充电器的覆盖区域就会进行自动充电．在未来的发展中，还可以发展为通过电脑对手机芯片的控制来进行充电，预计每秒中充电的电量是现在的一百五十倍．所以，这一系统可以在未来得到广泛应用． 从根本上说，虽然这一系统对处在充电场的人生命没有危害的，其中的原因是电量是可以控制在同一频率的共振中的线圈进行传输．但对于这种新型的无线充电技术，很多人还会 试题编号D 单工无线通信系统设计报告 学校哈尔滨工程大学 姓名刘希胜 姓名朱梅冬 姓名张静 目录 一.摘要和关键词 (3) 1.摘要 (3) 2.关键词 (3) 二. Abstract and Key Word (3) 1.Abstract (3) 2.Key Word (3) 三.设计任务及要求 (4) 1.设计任务 (4) 2.设计要求 (4) 2.1基本要求 (4) 2.2发挥部分 (4) 3.说明 (4) 4、评分标准..........................错误！未定义书签。四．方案比较与论证.. (4) 1.调制方式选择 (4) 1.1调幅方式 (5) 1.2调频方式 (5) 1.3调相方式 (5) 2．调谐方式选择 (5) 2.1电压调谐方式 (5) 2.2 PLL频率合成方法 (5) 五．系统设计 (6) 1.系统简介 (6) 2、发射机电路 (6) 3、锁相环电路 (7) 3.1本振部分 (7) 3.2 下面讨论环路滤波器的设计 (8) 4、接收机电路 (10) 六、系统的组装与测试 (10) 1．系统的组装 (10) 2．测试方法与测试数据 (10) 2.1测试仪器 (10) 2.2锁相环的测试 (11) 2.3发射机的调试 (12) 2.4接收机的调制 (12) 2.5 联机调试连接图 (12) 七、参考文献： (13) 单工无线呼叫系统设计报告 一.摘要和关键词 1.摘要 本单工无线呼叫系统以MC2833组成的单片调频发射系统作为主站,采用以MC3362作为核心的单片调频接收机作为从站,并且由锁相环频率合成器(PLL)提供高精度的本振。电路能较小失真的传输语音和输入波形信号，具有很高的带负载能力，由于增加了一些小的端子，不仅实现了题目的基本要求，也使得连接变得简单，并且性能稳定。 2.关键词 频率合成器,调频接收机,发射机 二. Abstract and Key Word 1.Abstract In the design,MC2833 and MC3362 is applied as the transmiter and receiver,respectivelly .Meanwhile,the frequency synthesizer PLL is employed to implement local oscillator with high stability .Circuit can light distorted transmission pronunciation input and wave form signal .Except this ,the ability of leading load is very high,.As we increased some little terminals on it, this make it simple to connect to. And the performance is steady. The design basic targets demanded are ideally realized. 2.Key Word frequency synthesizer,transmitter,receiver 安徽建筑大学 毕业设计(论文) 专业电子信息工程 班级城建电子二班 学生姓名马吉智 学号09290060216 课题无线充电设备的设计与制作 ———无线充电发射部分 指导教师花海安 2013年6 月 基于现在中国市场上还没有真正的无线充电的产品，我们利用电磁感应的基本原理结合模拟数字基础理论设计制作了智能无线充电系统。此作品内部应用电流控制型脉宽调制集成电路来驱动场效应管从而产生高频振荡脉冲，通过电磁感应向外界传送能量，通过接收电路把磁场能转化成电能从而实现对用电设备的充电（此作品以手机电池充电为例）。其系统经济实用，市场前景极其广阔。 Abstract Based on the Chinese market now has not really wireless rechargeable products, we use the basic principles of electromagnetic induction combination of analog and digital design based on the theory of intelligent wireless charging system. This works the use of current-controlled pulse width modulation to drive the field effect transistor integrated circuits resulting in high frequency oscillation pulse, electromagnetic induction through the transmission of energy to the outside world, through the receiving circuit to the magnetic field can be converted into electricity to power equipment in order to achieve charge ( This mobile phone battery works as an example). The system economical and practical, market prospect is extremely broad. 关键字（Keyword）: 电磁感应（Electromagnetic induction）无线充电（WirelessCharging） 煤矿井下无线通讯系统设计方案 工程概况 1、概述： 针对矿区信息化建设需求，XX设备有限公司根据多项技术对比论证结果，以及现场实地勘察，研制了基于统一标准的工业以太网结构的通讯系统。本系统以光纤有线网络为骨干，以无线网络为延伸，在井下设立若干基站，通过无线通讯手段，从而实现生产调度管理及信息交流等功能。并为实现位置监测与管理、数字化视频监控以及各种井下传感器数据的统一采集与综合处理，提供了一个共用的平台，为实现语音、定位、视频、数据的多网合一，以及生产调度、应急救援、安全监控与督察提供了良好的应用基础。 2、系统配置 根据要求井下无线通讯系统在井下、地面共计安装( )套基站。其中( )套井上基站。井下基站分布在各大巷重要入出口、采区的顺槽、皮巷、硐室等处。 主要工程数量 （一）、地面设备安装 （1）、井下电源、基站、交换机安装 （2）、光纤、电源线的铺设 （二）、井下设备安装 井下分站安装分布表 ( （三）、具体施工 1、井底主光纤的铺设 井下主交换机到机房的主光缆铺设 2、井下基站的安装 井下基站的安装固定 3、井下电源的安装 井下电源的安装固定 4、各基站到交换机光纤的铺设 主要敷设基站到交换机，交换机到交换机之间光纤的铺设。 5、井下电源的取电 主要敷设各个电源到取电点的电源线 （四）、施工细节 施工必须按照标准化矿井建设进行。 线缆施工：走线要分清层次，标准挂钩，过顶处特别注意美观、MHYVP1*2*7双绞线缆过顶要用pvc管穿，无挂钩处要亲自打线缆钩。 分站安装施工：分站按先期定好位置施工，连接线用pvc管穿，电源尽量安装在变电所内。固定要牢固、美观。 二、编制依据 于家堡金融区起步街一期无线通讯系统 设计方案 鉴于此项目为钢筋混凝土结构，总体建筑面积较大，且有地下建筑，对无线电信号屏蔽相当严重，使用单机同频对讲方式难以做到在大厦内部保持正常的无线通讯联络，大厦内部尤其地下建筑内存在不少的无线电通讯盲区，故需要采用加装中继台将无线信号释放到整个建筑内部，对讲机在异频模式下工作通过中继台的放大转发从而实现博物馆内部无盲区通讯，具体设计方案如下： 一、系统设计要求 1、根据设计任务，整个无盲区系统信号覆盖范围为大厦内部地 下和地面各层，同时本系统也可覆盖大厦周边保安巡查范围内。 2、为避免电磁干扰辐射，同时又能获得较好的通讯效果系统采 用异频半双工工作方式，采用多天线覆盖，经过定向耦合器、功率分配器合理配置，将基站输出功率均匀释放至终端即信号增强天线。 3、由于无线对讲系统工作在150M超高频或400M甚高频的频 率范围内，信号的传输必须使用专用通讯同轴电缆或者低损馈管， 可做到在保证较好的通话质量的前提下，同时又要避免对其它系统造成干扰。 4、由于本无盲区系统主要覆盖博物馆内部区域，频率推荐使用 UHF即400M，其频率特性穿透性好，比较适宜解决建筑屋内部尤其地下建筑内的盲区覆盖。 5、由于无线通讯技术已经发展到数字化时代，为了保证系统的 先进性、可靠性以及节省频率资源的角度考虑，拟采用数字常规系统加以解决。 二、MOTOTRBO数字对讲系统与模拟系统相比具有显著的优势，如下： 1、频率优势：可充分利用已有的频率资源。原模拟系统使用 25Khz带宽，而数字系统仅使用原来的一半带宽：12.5Khz；2、TDMA方式工作：将一路12.5Khz信道分成2个时隙，可同 时传递两路话音、互不干扰(相当于原来两套模拟中继台)，可以达6.25kHz的相同效果，同时减少用户在中继台和设备组合上的投资； 3、清晰话音：数字通信采用数字编码方式，通过纠错编码，能够 让接收终端纠正由于射频信号干扰导致的误码，从而在整个覆盖区域实现更稳定一致的语音性能，收到的话音信号总是清晰的； 4、降低环境噪声：通过语音编码将语音业务流分解为最重要的部 分，然后以少量的比特对它们进行编码，从而压缩语音业务，并且语音编码主要面向人类语音，因此，它可大幅降低背景噪音，具备超强的抗干扰传输能力； 5、数据应用：具有短信息、GPS定位等数据传输功能； 6、保密和排外：具的有更高私密性，不太可能被监听或被非法使 用； 半导体器件应用网 https://www.wendangku.net/doc/5815942529.html,/news/200515_p1.html 智能无线充电系统电路设计详解【大比特导读】智能无线充电器利用电磁感应原理，是非接触充电系统，不 再通过导线(充电线)传输电能，而是无线传输方式充电。没有充电所用的物理接 口，与一般充电器相比，避免了插线或拔电池的麻烦。 在电子科技技术高速发展的今天，全球范围内的手机用户数量已经达到了33亿，再加 上MP3、MP4等其他周边电子产品，平均不到2人就拥有一个需要充电的便携式电子产品。 目前普遍使用的都是数据线插接式充电，这种充电方式数据线接口用久了通常会有触不良等 现象，而且单个充电器适应面不广，因不同的类型电子产品需要使用不同的充电器，充电时 还要寻找合适的插口和理顺接线，真可谓费时费力;各种便携式电子产品的充电是一件令人 头痛的麻烦事。为了改良上面的现象，研发智能无线充电器是很有必要的。 智能无线充电器利用电磁感应原理，是非接触充电系统，不再通过导线(充电线)传输电 能，而是无线传输方式充电。没有充电所用的物理接口，与一般充电器相比，避免了插线或 拔电池的麻烦，具有一般充电器的工作原理;作品采用一(充电器)对多(感应负载)充电、智 能充电的设计思想;无线充电器对负载充电时，指示灯将由绿灯转换为七彩灯，手机也正确 显示充电状态并智能完成充过程(实验产品为手机)。本充电器可以同时对多个负载充电，可 以自动感应是否有负载充电，达到自动充电，充满电后10秒自动断电，达到智能化;从而大 大方便了用户。智能无线充电器使用十分方便、一个充电器就可以满足一个家庭的需要，具 有较高的推广应用价值、成本低廉(与一般充电器价格相差不多)等优点，现在世界上许多大 公司(如Sony，Intel，apple，飞利普等)也正在火热研究中;智能无线充电必将是取代物理 直插的发展方向，将肯定受到人们的欢迎和重视。 NE555D脉冲发生器模块 如图1，根据 T =(R1+Rp)C1，f = 1/T，调节Rp使NE555D输出一个36.7KHZ的脉冲频 率。 电子工程系 《无线通信系统设计》 课程设计报告 JC986A型对讲机 专业 2014级电子信息工程 班级国际二班 学生姓名 指导教师 提交日期 2016年12月10日 电话号码 目录 第一部分系统设计 (1) 1.1设计题目及要求 (1) 1.2 总体设计方案 (1) 1.2.1 设计思路 (1) 1.2.2 方案论证与比较 (1) 第二部分单元电路设计 (4) 2.1发射电路 (4) 2.1.1发射电路工作原理 (4) 2.2接收电路 (4) 2.2.1接收电路工作原理 (4) 2.3调制电路 (5) 2.3.1调制电路工作原理 (5) 2.4信号处理 (5) 2.4.1电路工作原理 (5) 第三部分整机电路 (6) 3.1 整机电路图 (6) 3.2 元件清单 (6) 第四部分性能指标的测试 (7) 4.1 电路调试 (7) 4.1.1 测试仪器与设备 (7) 4.1.2 故障分析及处理 (7) 第五部分课程设计总结 (8) 第六部分附录 (9) 6.1 器件清单 (9) 6.2 作品展示 (10) 第一部分系统设计 1.1设计题目及要求 题目： 无线收发系统对讲机（半双工对讲机） 要求： 1、设计电路、分析电路原理 2、组装和调试对讲机 3、撰写课程设计报告 1.2 总体设计方案 1.2.1 设计思路 此课程设计的课题为半双工对讲机，要求利用模拟电路和高频电子线路的相关知识用所提供的元件来完成对输入的语音信号的进行调频，然后通过耳机接收该语音信号。 1.2.2 方案论证与比较 满足上述设计功能可以实施的方案很多，现提出以下两种方案： （1）方案一 图1-1 设计电路图 《电力电子技术 大作业》 锂电池无线充电系统 电路设计 姓名： 班级： 学号： 同组人： 中国石油大学（华东） 日期：2014年12月12 日 摘要 无线充电器运用了一种新型的能量传输技术——无线供电技术。该技术使充电器摆脱了线路的限制，实现电器和电源完全分离。在安全性，灵活性等方面显示出比传统充电器更好的优势。在如今科学技术飞速发展的今天，无线充电器显示出了广阔的发展前景。本文设计了一种利用电磁感应原理实现的无线充电装置,重点论述了实现此装置系统的结构和磁耦合方案，及对无线电能传输系统的关键部件—耦合变压器的结构进行了详细分析。 关键词：无线充电技术；磁耦合；电磁感应；充电器；逆变整流 Abstract Wireless charger using a new kind of energy transmission technology, wireless technology. The limitation of the technology makes the charger out of line, electrical appliances and power supply complete separation. In security, flexibility, etc, shows a better advantage than traditional charger. In today's rapid development of science and technology today, wireless charger shows the broad prospects for development. This paper designs a wireless charging device using the electromagnetic induction principle implementation, mainly discusses the structure of this device system and magnetic coupling scheme, and the key components of radio transmission system, the structure of the coupling transformer are analyzed in detail. Key words:wireless charging technology;magnetic coupling;Electromagnetic induction;The Charger;Inverter rectifier nRF24L01无线通信系统设计 学院：电子信息学院 专业：电子信息工程 姓名： 学号： 指导老师： 摘要 本文介绍了一套基于STM32微处理器，结合nRF24L01无线通信模块的无线数据传输系统。nRF24L01无线通信系统是基于nRF24L01无线收发芯片，以STM32F103单片机为核心的半双工无线通信系统，文中详细阐述了该无线通信系统的硬件和软件设计。该系统主要由一个nRF24L01无线通信模块组成，在硬件基础上，结合nRF24L01的特点，实现了两个nRF24L01无线通信模块之间的通信。 关键字：nRF24L0l；STM32；无线通信 Abstract This paper introduces a wireless communication system , a system based on STM32 microprocessor, combined with nRF24L01 wireless communication module . nRF24L01 wireless communication system is based on nRF2L01 wireless transceiver chip, half duplex wireless communication system with a control core of STM32F103 MCU.This paper describes the hardware and software design of the wireless communication system. The system mainly consists of a nRF24L01 wireless communication module, basing on the hardware and combining with the characteristics of nRF24L01, and realize the implementation of communication between two nRF24L01 wireless communication modules . Key words：nRF24L01；STM32；Wireless Communication手机无线充电系统课程设计报告
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