一种锂电池无线充电模块的设计
锂电池无线充电设计原理论文
毕业论文锂电池无线充电设计原理锂电池无线充电设计原理摘要：针对特殊环境下锂电池装置充电过程中产生火花、造成短路影响而系统的安全性和可靠性的问题，提出一种利用非接触式电能传输技术来实现锂电池装置无线充电的方法。
本设计实现了锂电池的无线充电，适用X围广，具有很强的实用价值，实现了电能无线传输的可靠性与安全性。
关键词：无接触电能传输；软开关半桥；功率补偿；松散耦合变压器反馈电路;无线充电0引言传统的传输主要通过导线连接，在一般情况下合理有效；但装置的电池采用插头接触式充电方式，频繁的插拔会产生电火花，因此，在一些易燃易爆的场合下，传统电能传输方式有很大的局限性。
本文是针对一些特殊环境锂电池充电装置而设计的。
在给该装置充电时，接触供电会有摩擦或者磨损，特别是在化工、矿山易燃易爆的领域，由于粉尘等因素会造成粉尘堆积给该锂电池装置充电造成短路，所以接触式供电会影响系统的安全性与可靠性。
本设计基于非接触式电能传输技术，该装置的锂电池充电系统涵盖了功率变换技术、电磁感应技术等。
可以保证系统各部分之间电器绝缘；没有裸露导体存在，使感应耦合系统的能量传递不受粉尘、污物、水等环境的影响；这种方式比起用电气连接来传递能量，更为可靠、耐用、且没有火花，更适合一些易燃易爆的特殊场合应用。
并且本文采用了软开关技术，使高次谐波大大减小，有效的减少了高次谐波引起的涡流损失。
并且采用功率补偿技术，从而提高了电能传输效率，保证了电能无线传输的可靠性。
本文基于松散耦合式感应能量传输技术，设计了一种非接触的锂电池充电系统。
1 系统的结构本文设计的锂电池装置无接触电能传输系统主要包括电能发射部分和电能接收部分。
发射部分与固定的电网相连，电能的接收部分与可移动的被供电物体相连。
系统构成图如下图所示。
图1 系统结构框2 电能传送部分主要工作原理电能发射部分主要包括整流滤波电路、半桥逆变电路、控制电路、保护电路（如图2所示）等。
交流220V经过载保护、过电流保护熔断器和滤波电路，通过VD1、VD2、VD3、VD4全桥整流电路，再通过滤波电路，变成稳定的直流电压，供给逆变电路。
无线充电方案设计
无线充电方案设计随着科技的不断进步，无线充电技术在近年来得到了广泛的关注和应用。
无线充电方案的设计是实现这一技术的关键。
本文将介绍一种高效、可行的无线充电方案设计，使用户能够更加便捷地进行充电操作。
一、方案概述本方案采用基于电磁感应原理的无线充电技术，通过发射端和接收端之间的电磁耦合实现能量传输，实现电子设备的无线充电功能。
该方案具有以下特点：1. 高效性：采用高频率的电磁场传输能量，减小了能量损耗，提高了充电效率。
2. 稳定性：通过电磁耦合实现能量的传输，能够有效地抵抗外部环境的干扰，保证传输的稳定性。
3. 安全性：采用电磁感应原理，能够避免使用传统有线充电中可能出现的电击风险。
二、发射端设计发射端主要由发射线圈、功率放大器、控制电路等组成。
以下是其中各部分的具体设计要点：1. 发射线圈设计发射线圈是传输能量的核心组件，其设计应考虑以下几个方面：- 线圈材料选择：采用高导磁率的材料，如铁氧体，以提高线圈的感应能力。
- 线圈结构设计：采用多层绕组结构，提高线圈电感，并通过合适的屏蔽措施减小电磁泄漏。
- 发射线圈大小：要根据充电设备的尺寸和功率需求来确定发射线圈的大小，以最大限度地提高能量传输效率。
2. 功率放大器设计功率放大器用于提供足够的能量驱动发射线圈工作。
在设计该部分时，应注意以下几点：- 高效性：选择高效率的功率放大器芯片，以减小能量转化的损耗。
- 功率输出稳定性：采用负反馈控制技术，使功率输出稳定在预设范围内。
- 温度控制：设计合适的散热系统，确保功率放大器在长时间工作时温度不会过高。
3. 控制电路设计控制电路用于管理整个充电系统的工作状态，包括发射端与接收端的通信控制、功率调节等功能。
以下是控制电路的设计要点：- 通信协议选择：选择合适的通信协议，实现发射端与接收端之间的信息传输，确保充电系统的正常工作。
- 功率调节：根据接收端信号反馈，调节发射端的输出功率，以满足不同设备的充电需求。
基于STM32的智能多手机无线充电器的设计
手机充电时能量发送部分仍处于发射状态，不能起
收到电能后通过整流电路进行整流、滤波和电压调
到节能减耗的效果。文献[3]主要分析电磁谐振式无
节，再给负载供电。最后，WiFi 模块连接在单片机
线充电电能利用率和充电距离等问题。文献[4]研究
了无线充电耦合线圈的制作和相关电子电路的设计
上，与手机 APP 配置连接后，通过 TCP/IP 协议进行数
器以产生谐振频率的 PWM 信号（脉冲宽度调制技术）
作为逆变电路的信号源，再由 TPS28225（功率驱动电
路）将 PWM 信号转换为 MOS 管驱动信号，以驱动半
桥逆变电路工作。逆变电路产生的交流功率信号经
献[2]主要分析无线充电的效率问题，该设计在没有
并联谐振电路，以磁电能形式发送出去[3]。接收端接
备的传统充电方式 [1]。 这种充电方式存在着许多弊
同时对多个不同型号的手机进行充电，还能通过手机
端，比如频繁的插拔充电线容易造成接口松动或者
远程控制充电设备的数量并监管充电过程。该设计
因充电线损坏而引起触电。另外，不同品牌手机的
小巧、使用方便，能嵌入桌面，且具有过充过流保护和
充电接头不兼容、出门忘带充电器等问题也常困扰
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图3
NONGJI
芯科技的集成电路专利技术，是一款专为高精度电子
研究与探索
2019
第1期
福建农机
FUJIAN NONGJI
秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯片。与同类型其他芯
片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡
器等其他同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度
高、响应速度快、抗干扰性强等优点。芯片内提供的
无线充电模块[实用新型专利]
![无线充电模块[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/bbe1cfb8f01dc281e43af027.png)
专利名称：无线充电模块
专利类型：实用新型专利
发明人：杨利江,杨成蒙,郭以军,陈立云,王雄关申请号：CN201721919723.7
申请日：20171229
公开号：CN207782441U
公开日：
20180828
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种无线充电模块，包括构成外壳的壳体和盖体，以及设置在外壳内的线路板、充电线圈组件及屏蔽罩，线路板与充电线圈组件电连接，线路板的正面设有电子器件，屏蔽罩罩住电子器件，线路板上设有若干定位孔，屏蔽罩上设有与定位孔配合的定位片，定位片穿过定位孔后向一侧折弯形成限位挡台，充电线圈组件通过粘结剂粘结在屏蔽罩的外表面上，线路板通过螺丝固定在外壳内，壳体和盖体中的一个上成型有第一卡扣结构，壳体和盖体中的另一个上成型有第二卡扣结构，第一卡扣结构与第二卡扣结构卡接配合将壳体与盖体连接。
本实用新型中的无线充电模块结构合理，组装方便，有利于提高工作效率，具有很好的使用效果。
申请人：浙江泰米电子科技有限公司
地址：314400 浙江省嘉兴市海宁市海宁经济开发区双联路128号科创中心6号楼
国籍：CN
代理机构：嘉兴海创专利代理事务所(普通合伙)
代理人：郑文涛
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一种锂电池无线充电模块的设计
一种锂电池无线充电模块的设计一、本文概述随着科技的不断进步和环保理念的日益深入人心，无线充电技术已成为现代电子设备不可或缺的一部分。
特别是在移动设备和电动车领域，无线充电技术以其便捷性和高效性受到了广泛关注。
作为移动设备中的重要能源供应设备，锂电池无线充电模块的设计尤为重要。
本文旨在探讨一种新型锂电池无线充电模块的设计方案，以期实现更高效、更安全的无线充电体验。
本文将首先介绍无线充电技术的基本原理和现状，然后详细阐述锂电池无线充电模块的设计要求、设计思路、关键技术和实现方法。
其中，将重点关注无线充电效率、安全性、兼容性等关键问题，并提出相应的解决方案。
本文将总结锂电池无线充电模块设计的优势和未来发展方向，以期对无线充电技术的发展和应用提供有益的参考。
本文旨在提供一种创新的锂电池无线充电模块设计方案，以满足现代移动设备和电动车对高效、安全、兼容的无线充电技术的需求。
通过深入研究和探索，我们相信这种新型锂电池无线充电模块将在未来发挥重要作用，推动无线充电技术的进一步发展和普及。
二、锂电池无线充电技术原理锂电池无线充电技术，即无需物理连接电缆即可为锂电池充电的技术，近年来已成为研究的热点。
其技术原理主要基于电磁感应、磁共振耦合或电场耦合等无线能量传输方式。
电磁感应是最早应用于无线充电的技术之一。
其基本原理是，当交流电通过发射线圈时，会在其周围产生交变磁场。
接收线圈（通常内嵌于设备中）在交变磁场的作用下，会产生感应电流，从而为锂电池充电。
这种方式充电效率较高，但需要发射线圈与接收线圈间距离较近，且对齐要求高。
磁共振耦合技术是一种利用磁场共振原理实现无线能量传输的方法。
发射线圈和接收线圈在特定频率下发生共振，使能量在两者之间高效传输。
这种方式的优点在于，即使线圈间距离较远或存在轻微错位，也能保持较高的能量传输效率。
但该技术对线圈的谐振频率和品质因数要求较高。
电场耦合是另一种无线能量传输方式，主要通过电场变化来实现能量的传输。
无线充电模块方案
无线充电模块方案引言无线充电技术是近年来快速发展的一项技术，在日常生活中有着广泛的应用。
它能够为电子设备提供方便的充电方式，并解决了传统有线充电存在的一些问题，如连接不便、线缆易损坏等。
本文将介绍一种基于无线充电原理的无线充电模块方案。
1. 无线充电原理无线充电技术的实现主要依赖于电磁感应和电磁辐射两种原理。
1.1 电磁感应电磁感应是指通过变化的磁场产生感应电流的现象。
在无线充电中，将电源信号交流电压经过变压器降压后，形成高频电流信号。
该高频电流信号通过线圈产生的磁场可以被接收设备捕捉到，并转化为电能供电。
1.2 电磁辐射电磁辐射是指通过电磁波传播能量的现象。
在无线充电中，将电源信号经过调制后，以电磁波的形式进行传输。
接收设备通过天线接收电磁波，并将其转化为电能供电。
2. 无线充电模块方案设计2.1 发射端设计发射端主要包括发射线圈、功率调节模块和控制电路。
发射线圈是负责产生电磁场的关键部件。
其工作原理基于电磁感应，将高频电流信号通过线圈产生的磁场能够传输到接收端的接收线圈。
功率调节模块用于控制发射端输出的功率大小。
通过对发射线圈中的电流进行调节，可以灵活地调整传输功率的大小。
控制电路负责发射端整体的控制和管理。
它可以监测传输效率、温度等参数，并反馈给功率调节模块进行相应的调整。
同时，控制电路还可以通过通信接口与接收端进行通信，以实现双向数据传输。
2.2 接收端设计接收端主要包括接收线圈、整流电路和充电管理模块。
接收线圈用于接收发射端传输过来的电磁场，并将其转化为电能供电。
接收线圈的结构和工作原理与发射线圈相似，但其参数和尺寸可能会根据不同的应用场景进行调整。
整流电路将接收到的交流电信号转化为直流电信号，以供接收端的设备使用。
充电管理模块用于监测接收到的电能，并对充电过程进行管理。
它可以监测充电电流和电压，以保证充电过程的安全性和高效性。
3. 无线充电模块的应用场景3.1 智能手机充电无线充电模块可以应用于智能手机，为其提供方便的充电方式。
锂电池无线充电系统设计
《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AbstractWireless 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目录第1章引言 (4)1.1课题设计的背景和意义 (4)1.2无线充电器在国内外的发展现状 (4)1.2.1国外发展及现状 (5)1.2.2国内发展及现状 (5)第2章无线充电系统主要原理分析 (5)2.1 无线充电技术的原理 (5)2.1.1电磁感应 (5)2.1.2感应电动势 (6)2.2无线供电技术的实现方式 (7)2.2.1近场耦合式 (7)2.2.2磁场共振式 (7)2.2.3微波辐射式 (8)2.3 无线充电电路模型 (8)2.4 耦合性能分析及功率补偿 (8)2.5 本章小结 (8)第3章无线充电系统设计 (9)3.1 电能发射模块电路设计 (9)3.1.1 整流滤波电路 (9)3.1.2 电压型全桥逆变电路 (10)3.1.3 信号检测与保护电路 (12)3.2 电能接收模块电路设计 (13)3.2.1 整流与稳压电路 (13)3.2.2 接收端锂电池充电电路 (14)3.3 控制电路设计 (14)3.4 本章小结 (15)第4章总结与展望 (16)参考文献 (17)第1章引言1.1课题设计的背景和意义现今几乎所有的电子设备，如手机，MP3和笔记本电脑等进行充电的方式主要是一端连接交流电源,另一端连接便携式电子设备充电电池的有线电能传输。
一种模块化无线充电装置[实用新型专利]
![一种模块化无线充电装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d33a35b6804d2b160b4ec0f9.png)
专利名称：一种模块化无线充电装置专利类型：实用新型专利
发明人：宋磊,张凯
申请号：CN201822073422.8
申请日：20181211
公开号：CN209708818U
公开日：
20191129
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种模块化无线充电装置，其专门应用于电动汽车中，模块化无线充电装置包括：第一模组单元以及与第一模组单元相结合的第二模组单元；第一模组单元包括：复合在一起的绝缘散热层和磁性材料层以及位于绝缘散热层一侧的线圈，导线在一个平面内以螺旋缠绕的方式形成线圈，且导线的两端延伸而出形成线圈的接线端，第二模组单元包括：绝缘散热屏蔽层，绝缘散热屏蔽层位于磁性材料层的另一侧，线圈、绝缘散热层、磁性材料层、绝缘散热屏蔽层依次层叠设置。
本实用新型采用模块化设计，有利于实现无线充电产品的批量化、轻量化生产，同时还有利于减小无线充电产品的尺寸，降低产品的生产物料成本和运输成本，进而有利于产品的推广和应用。
申请人：安洁无线科技(苏州)有限公司
地址：215000 江苏省苏州市吴中区光福镇福聚路66号
国籍：CN
代理机构：苏州国诚专利代理有限公司
代理人：杨淑霞
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