笔记本实用无线充电器设计
无线充电器的设计及制作..

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***********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。
AbstractBased 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)1 绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2国内外研究现状和发展趋势 (2)1.2.1 电磁感应方式 (3)1.2.2电磁耦合共振方式 (3)1.2.3微波/激光辐射方式 (4)1.2.4 优缺点 (4)1.3设计要求和实现思路 (5)2 理论基础 (7)2.1系统的模型 (7)2.2参数分析 (8)2.2.1距离与效率的关系 (8)2.2.2线圈的相对位置 (11)2.2.3本章小结 (13)3 硬件电路的设计 (14)3.1方波发生器 (15)3.2 4011 (18)3.3 l7809 (19)4 安装调试 (21)5 总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录原理图 (25)1 发射部分原理图 (25)2 接收部分原理图 (26)无线充电设备的设计与制作--无线充电的发射部分电子信息工程 09城建电子(2)班马吉智指导老师花海安1 绪论无线供电是一个很吸引人的制作课题,许多电子类杂志和论坛上都有关于制作无线供电电路的介绍,这些电路虽各有千秋,但都有一个共同的不足之处,一是传输效率不太理想,二是不论有无接收器在工作,发射部分都一如既往地向外源源不断地发射能量,这是不能令人满意的。
简易无线充电系统diy设计方案

简易无线充电系统diy设计方案设计简易无线充电系统的方案如下:1. 确定充电器的原理:无线充电系统可以通过电磁感应原理实现。
充电器中的发射线圈产生交变电流,形成交变磁场。
接收线圈放置在需要充电的设备上,接收交变磁场并转换为电流供设备充电。
2. 设计发射线圈:选用导线的匝数和形状来设计发射线圈。
较多匝数的线圈能够产生更强的磁场,并增加电流的传输效率。
3. 设计接收线圈:接收线圈的设计需要根据需要充电的设备的特点来确定。
接收线圈应该能够与发射线圈配对,以获取尽可能高的接收效率。
4. 选择发射和接收电路:为了实现无线充电,我们需要选择合适的发射和接收电路。
发射电路将电源的直流电转换为交流电,供发射线圈产生磁场。
接收电路将接收线圈接收到的磁场转换为直流电,供设备充电。
5. 添加保护措施:为了确保充电过程的安全性,可以添加一些保护措施,如过流保护、过热保护等。
这可以通过添加相应的传感器和保护电路来实现。
6. 调试和测试:完成设计后,需要对系统进行调试和测试。
可以使用多种方法和设备测量充电效率、输出电流等参数,以确保系统的正常运行和满足设计要求。
7. 制作和安装:根据设计图纸和材料清单,制作充电器和接收器的物理结构。
注意遵循安全操作规程,谨慎连接电路和部件。
8. 使用和维护:完成安装后,可以使用该无线充电系统为设备进行充电。
在使用过程中,要注意保持充电器和接收器的清洁,并定期检查和维护系统。
需要说明的是,以上方案只是针对简易的无线充电系统设计的。
如果需要设计更为复杂和高效的无线充电系统,可能涉及更多方面的知识和技术,如功率传输、频率选择、电磁辐射控制等。
因此,在实际设计过程中,需要根据具体需求和预算进行合理选择。
一种笔记本电脑无线充电装置[实用新型专利]
![一种笔记本电脑无线充电装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/37b958901711cc7930b7169d.png)
专利名称:一种笔记本电脑无线充电装置专利类型:实用新型专利
发明人:黄澜涛,王建辉,张靖
申请号:CN201720417602.6
申请日:20170420
公开号:CN206628900U
公开日:
20171110
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种笔记本电脑无线充电装置,涉及无线充电。
提供不仅缩小了体积和重量,且具备柔性,接收线圈既可安装在笔记本电脑底部的外侧,也可在电脑设计时就内置在电脑内部的一种笔记本电脑无线充电装置。
设有高频电源、电能发射线圈、电能接收线圈、后处理电路;所述高频电源输入端接入直流电;所述电能发射线圈两个引脚接高频电源的输出端;所述电能接收线圈两个引脚接后处理电路的输入端;所述后处理电路的输出端接笔记本电脑的充电接口。
申请人:厦门大学
地址:361005 福建省厦门市思明南路422号
国籍:CN
代理机构:厦门南强之路专利事务所(普通合伙)
代理人:马应森
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完美DIY只需15分钟,超简单无线充电器制作

完美DIY只需15分钟,超简单无线充电器制作
完美DIY只需15分钟,超简单无线充电器制作
概述:
网上有很多无线电充电器的制作方法,可是大家在动手操作后才会发现,那些太过复杂,要么是电路太过复杂,要么是重要的元器件找不到,要么就是自己的环境不够。
这样很多的因素让热爱DIY的你们望而却步是吗?这里小编给大家介绍一种超简易的无线充电器的DIY方案,让你过过DIY的瘾!
先介绍需要什么工具帮你完成!
一、材料和工具
1、线圈*2
2、磁环*1
3、电阻*1(其实你可以挑一个不太大的就可以,不用刻意找,我用了一个470欧姆的)
4、二极管*1(随便,我用的是IN4001)
5、发光二极管*1
6、三极管(标1300x,x为任意数字,方便吧,你可以在镍氢电池充电器上拆)
7、电池*1
8、如硼磁体*2(用来连接电池,有电池盒当我没说)
二、制作
绕制两个线圈
绕一个电感。
按此电路图连接。
无线充电设备设计

无线充电设备设计随着科技的不断进步,无线充电设备成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
无线充电设备设计的关键在于提供便捷、高效、安全的充电体验。
本文将从硬件、软件和安全方面三个方面对无线充电设备的设计进行探讨。
一、硬件设计1. 充电器技术:无线充电设备主要通过电磁感应实现充电功能。
在硬件设计中,需要考虑充电器的功率、频率和效率。
高功率能够提供更快的充电速度,但也可能导致产品发热或损坏;适当的频率选取可以减少互应干扰,提高传输效率。
2. 发射器与接收器设计:发射器和接收器是无线充电设备的核心组件。
发射器产生电磁场并传输能量,接收器接收电磁场并将能量转化为电能。
在设计上,需要考虑发射功率、接收灵敏度和充电距离等因素,以保证传输效率和充电的可靠性。
3. 充电设备布局:设计无线充电设备时,需要考虑充电设备的布局,以提供更好的充电覆盖范围。
布局要充分考虑用户使用习惯和设备放置位置。
合理布置充电器和接收器的位置,可以在无需人工干预的情况下实现充电。
二、软件设计1. 充电管理系统:无线充电设备不仅需要实现充电功能,还需要进行充电管理。
软件设计中,可以考虑添加充电计时、电量监控等功能,方便用户了解充电情况。
同时,也可以为设备添加智能化控制,实现自动开关充电等功能。
2. 兼容性与适配性:无线充电设备设计中,需要考虑多种设备的兼容性和适配性。
可以采用主流的无线充电标准,如Qi标准,以保证与其他设备的兼容性。
同时,还可以根据不同设备的充电需求进行适配,提供多种供电方式以满足用户的多样化需求。
三、安全设计1. 电磁辐射与电池管理:无线充电设备在使用过程中会产生一定的电磁辐射。
为了确保用户的健康与安全,设计中需要合理控制辐射水平,并通过电池管理实现过充、过放、过流等情况的监控和保护。
2. 防止过热和短路:充电过程中,设备可能会出现过热和短路等安全问题。
为了避免这些问题,设计中需要添加温控装置和短路保护装置,确保设备在充电过程中的安全性。
简易无线充电系统DIY设计方案

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 如下所示发射和接收线圈都采用直径0.5ram左右的漆包线绕12 匝,线圈直径约为80r。
发射模块的作用是将直流能量高效率地转换为射频功率信号,以便接收电路能够充分利用能量接收模块是在接收到前级的能量后对其进行处理的模块。
笔记本实用无线充电器设计说明

实用无线充电器设计[附电路图]基本功能是通过线圈将电能以无线方式传输给电池。
只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电。
实验证明.虽然该系统还不能充电于无形之中.但已能做到将多个校电器放置于同一充电平台上同时充电。
免去接线的烦恼。
1 无线充电器原理与结构无线充电系统主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。
如图1所示,系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电,或用24V直流电端直接为系统供电。
经过电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。
通过2个电感线圈耦合能量,次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。
∙2.2 发射电路模块如图3,主振电路采用2 MHz有源晶振作为振荡器。
有源晶振输出的方波,经过二阶低通滤波器滤除高次谐波,得到稳定的正弦波输出,经三极管13003及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去.为接收部分提供能量。
∙2.2 接收电路模块测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为O.5 mm,直径为7 cm,电感为47 uH,载波频率为2 MHz。
根据并联谐振公式得匹配电容C约为140 pF。
因而.发射部分采用2MHz有源晶振产生与谐振频率接近的能源载波频率。
2.3 充电电路∙笔记本电脑无线电源的制作∙笔记本电脑无线电源面临的问题笔记本电脑的有线电源通常为20V/3A左右。
对于一般常见的开关电源来说,加上一些损耗,这个电源的贮备功率要求在70W以上,这是一个瓶颈值。
在这个有线电源的功率接近极限值的情况下,要用无线电源来实现与有线电源相同的供电和充电功能,无疑是一个极大的技术挑战,将面临以下多方面的技术问题:1.功率问题2.效率问题3.涡流问题4.EMC问题5.结构问题无线供电与有线供电在物理上的主要区别是:无线供电不与用电器有物理上的连接,如果把有线供电的变压器耦合看作一个封闭系统,那么无线供电必须是一个开放式系统,即能量不是通过变压器磁芯来耦合,而是以电磁波辐射的方式由发射端经过一段距离后传到接收端,因此损耗比有线电源大得多,效率也低得多,更为麻烦的是随之而来的涡流问题、EMI和EMC问题就显得十分突出——在这样强大功率的磁场下,涡流可能会导致笔记本电脑内部的元件尤其是芯片类(包括CPU)严重发热,甚至损坏;同时,由于巨大的电磁辐射,可能会对笔记本电脑本身、电源网络以及周边环境造成严重干扰,甚至威胁。
可自动断电的智能无线充电器设计

可自动断电的智能无线充电器设计因不同的类型产品需要用法不同的充电器,充电时还要寻觅合适的插口和理顺接线,笔者利用电磁感应原理,设计了智能器。
该具有自动感应充电和弥漫电后智能断电功能,不仅适用于各种不同充电和容量的电子产品,而且能够对多台不同的电子产品同时举行充电。
作品采纳智能无线充电的设计思想,具有用法便利、适用面广的优点,有较高的推广应用价值。
1.系统概述1.1 当前充电模式状况在电子科技技术高速进展的今日,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。
目前普遍用法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用法不同的充电器,充电时还要寻觅合适的插口和理顺接线,真可谓费时费劲;各种便携式电子产品的充电是一件令人头痛的棘手事。
为了改良上面的现象,研发智能无线充电器是很有须要的。
1.2 作品简介及优点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,与普通充电器相比,避开了插线或拔电池的棘手,具有普通充电器的工作原理;作品采纳一(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(试验产品为手机)。
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,弥漫电后10秒自动断电,达到智能化;从而大大便利了用户。
智能无线充电器用法非常便利、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(与普通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)也正在火热讨论中;智能无线充电必将是取代物理直插的进展方向,将绝对受到人们的欢迎和重视。
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实用无线充电器设计[附电路图]•基本功能是通过线圈将电能以无线方式传输给电池。
只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电。
实验证明.虽然该系统还不能充电于无形之中.但已能做到将多个校电器放置于同一充电平台上同时充电。
免去接线的烦恼。
1 无线充电器原理与结构无线充电系统主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。
如图1所示,系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电,或用24V直流电端直接为系统供电。
经过电源管理模块后输出的直流电通过2M 有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。
通过2个电感线圈耦合能量,次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。
•2.2 发射电路模块如图3,主振电路采用2 MHz有源晶振作为振荡器。
有源晶振输出的方波,经过二阶低通滤波器滤除高次谐波,得到稳定的正弦波输出,经三极管13003及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去.为接收部分提供能量。
•2.2 接收电路模块测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为O.5 mm,直径为7 cm,电感为47 uH,载波频率为2 MHz。
根据并联谐振公式得匹配电容C约为140 pF。
因而.发射部分采用2MHz有源晶振产生与谐振频率接近的能源载波频率。
2.3 充电电路•笔记本电脑无线电源的制作•笔记本电脑无线电源面临的问题笔记本电脑的有线电源通常为20V/3A左右。
对于一般常见的开关电源来说,加上一些损耗,这个电源的贮备功率要求在70W以上,这是一个瓶颈值。
在这个有线电源的功率接近极限值的情况下,要用无线电源来实现与有线电源相同的供电和充电功能,无疑是一个极大的技术挑战,将面临以下多方面的技术问题:1.功率问题2.效率问题3.涡流问题4.EMC问题5.结构问题无线供电与有线供电在物理上的主要区别是:无线供电不与用电器有物理上的连接,如果把有线供电的变压器耦合看作一个封闭系统,那么无线供电必须是一个开放式系统,即能量不是通过变压器磁芯来耦合,而是以电磁波辐射的方式由发射端经过一段距离后传到接收端,因此损耗比有线电源大得多,效率也低得多,更为麻烦的是随之而来的涡流问题、EMI 和EMC问题就显得十分突出——在这样强大功率的磁场下,涡流可能会导致笔记本电脑内部的元件尤其是芯片类(包括CPU)严重发热,甚至损坏;同时,由于巨大的电磁辐射,可能会对笔记本电脑本身、电源网络以及周边环境造成严重干扰,甚至威胁。
另外,笔记本电脑是一个集成度很高的便携式产品,内部空间极为有限,因此,要求无线电源必须重量轻、体积小,才有可能嵌入笔记本电脑内部。
图1点磁共振芯片介绍所幸的是,芯片VOX330MP05S和VOX20K3A使笔记本电脑的无线供电成为可能。
这是一对基于电磁共振的专用大功率发射和大功率接收IC,具有较高的发射和接收效率,其外观见图1。
•VOX330MP05S是一块3脚封装(与TO-220相当)的电磁共振专用发射芯片,具有高达100W的发射能力,而体积只有22mm×12mm×9.5mm,它的第1脚为电源端,工作电压9~12V,3脚为地,2脚为输出端,IC内建振荡器、电压比较器、功率限幅器、推动电路和功率输出管,其输出端可承受1000V以上的高压脉冲,非常适用于高压驱动的应用。
图2就是利用220V~整流后给电磁共振回路供电的一个实例。
图中C4、T1和C3组成滤波网络,串联于电网与发射电路之间,作用是用于吸收发射电路中的谐波反馈到电网上,也可以防止电网上的浪涌电压对发射电路的影响。
4个二极管和C2为整流、滤波电路,直接将220V~的市电整流得到一个约300V的直流电压,这个电压经L1和C1组成的并联谐振回路加到VOX330MP05S的输出端,图中DC为一个12V/100mA的电源转换模块,为IC1提供工作电压。
VOX20K3A是一块五脚厚膜封装电路,尺寸为33mm×30mm×6.3mm,内部集中了电磁共振所需要的相位检测、电压检测、电流检测、功率校正等功能,其应用的工作原理图见图3。
VOX20K3A需要提供一个5V的工作电压,工作电流约30mA,可由LM78L05提供,2脚上的硅稳压管决定了整个电源的输出电压,关系为:Vout = DW + 1.2V ,因此,不同的稳压管将得到不同的输出电压,但稳压管必须在9~24V 之间选择。
A1和A2分别为补偿输入和输出端,C1为输入电容,L1和L2为两个串联的接收线圈,也可以用一个线圈代替,VD1和VD2为整流管,选用快速管或肖特基管,电流大于3A即可。
L3、L4及C4~C9为滤波电路,用于减少纹波,稳定电压。
发射电路图2接收电路图3发射和接收的层次关系底座与笔记本电脑的关系图5图4•笔记本电脑无线电源的规划无线电源可以免除电源线频繁插拔的麻烦,也可以随时给笔记本电脑电池充电,为使用者带来方便。
但要使用无线电源,必须解决上面提及的多方问题。
1.空间结构问题笔记本电脑在使用中,有一定的发热,尤其是在夏天,发热更为明显,不少使用者均为之配上一个底座,以帮助散热。
无线电源分为两部分,发射部分可以装在底座上,接收部分置于笔记本电脑内部,中间有通风层以便空气对流,结构分布见图4。
笔记本电脑内部结构是很充实的,根本没有空间来放置无线电源的接收电路,因此,若要实用,必须通过工程设计来调整笔记本电脑的内部结构,但作为实验,可以作如下调整:将笔记本电脑的光驱取出,将无线电源的接收部分置于光驱的位置。
2.涡流的解决方法当大面积的金属(电和热的良导体)置于电磁波中,就会产生涡流而发热,电磁炉就是利用这个原理做成的。
在笔记本电脑中,是绝对不允许这种情况存在的。
笔记本电脑中的高密度电路,特别是CPU等内部有许多回路,若将它们置于电磁场中,无异于一块大面积金属,势必发热严重!如何解决它?要消除涡流,关键是不能让CPU等高密度器件工作于电磁场中,因此必须在接收线圈的上方增加一层隔离层,阻止电磁波进一步往上面传播,隔离层可以用反波材料,要求有一定的厚度,如图5所示。
防护层可以是金属片,以吸收经过隔离层后的剩余电磁波,当然它会因此发热,所以隔离层的品质不仅影响发热,也严重影响电源的整体效率。
防护层兼做散热片,所有发热元件全部用散热胶贴于上面。
EMI和EMC解决方法 3.EMI主要有两方面,即传导干扰和辐射干扰,图2中的C4、T1和C3可以很好地消除前者。
至于后者,也可在发射线圈的下方,增加隔离层和防护层,以最大限度地减少电磁波的对外辐射。
当然,接收电路的品质,特别是材料的品质,是减少电磁辐射、提高效率的关键,而PCB的质量与线圈的品质在减少二次谐振和谐振辐射方面起着重要的作用。
发射板(仰视)发射板(俯视)图7图6•笔记本电脑无线电源的制作1.发射器和底座的制作发射器主要由发射线路板和发射线圈板两部分组成。
发射线圈板共有4层,从上到下分别是:表面绝缘防护层、线圈层、隔离层和底面金属防护层,每一层之间均用胶粘剂贴牢。
发射线圈板的大小约为10cm见方,但底部的金属隔离层必须长些,为13cm左右,多出的面积主要用于安装发射芯片VOX330MP05S并作为芯片的散热器。
发射线路板上的DC模块选用体积小的AC/DC,AC220V输入,12V/200mA输出即可,这个电源除了为发射芯片提供20~30mA工作电流,也是外接风扇的电源。
发射芯片必须卧装,以便全面贴在散热片上,即底面金属防护层上,如图6和图7所示。
发射底座(仰视)发射底座(俯视)图9图8取一块塑料板,大小与笔记本电脑相当,在对应于光驱的位置,用螺丝将发射板固定于下方,在靠近发射板的附近挖一个孔,用于安装风扇。
当然还得装上4个胶质脚垫,同时别忘了将电源线的输入端固定,以免使用中脱落或断裂而导致事故,如图8和图9所示。
2.接收器的制作接收器也由接收线路板和接收线圈板两部分组成。
接收线路板的尺寸约为10cm×3cm,板上有几个元器件必须安装在散热器上,即整流管VD1、VD2和接收芯片VOX20K3A。
如图10和图11所示。
接收线路板(俯视)接收线路板(仰视)图11图10接收线圈板的结构与发射线圈板相同,也分为4层,但排列方向刚好相反,从上到下分别是:顶面金属防护层、隔离层、线圈层和表面绝缘防护层。
金属防护层也用作散热片,几个易热的元件紧贴其上,见图12。
接收板(俯视)图12• 3.笔记本电脑的改造笔记本电脑内部需要作以下两方面的改造:首先将笔记本电脑的外壳开启,将光驱的固定螺丝取下,这样光驱可以随时取下,以便为接收模块留出空间,要使用光驱时,重新插回去即可。
模块与光驱的大小如图13所示。
另外,笔记本电脑的外壳的内侧有一层电镀层,是用来防止外部电磁干扰的,电磁波是不能(或不易)透过的,必须将光驱对应位置的电镀层刮去,以适合于无线供电的要求。
这个位置的电镀层被刮去后不会影响笔记本电脑的使用,因为光驱本身是金属结构,当光驱插回去后,就弥补了原来的电镀层的位置。
上述处理能最大限度地保持笔记本电脑的原有外观和性能,不致于因为这个实验而被破坏。
最后将接收模块插入笔记本电脑中,将电源输出端与笔记本电脑插好,并将笔记本电脑置于发射底座上,让发射模块和接收模块上下对齐,保持约2cm距离(注:距离太大,幅射增大,效率降低;距离太小,笔记本电脑与底座之间没有间隙,不利于散热)即可通电工作,见图14。
用无线电源的笔记本电脑模块与光驱的比较图14图13总结笔记本电脑无线电源实际上是一个集功率问题、效率问题、涡流问题、EMC问题和结构问题于一体的综合解决方案,这些问题是相互影响、相互制约的,单独考虑其中的任何一个问题都是没有实际意义的。
比如,涡流的处理实际上是减少辐射、提高效率的过程,二次辐射少了,涡流也就小了,效率就相应提高了;而结构问题是一个首要问题,因为结构直接影响到无线电源的的实用性,如果结构不合理,可能导致笔记本电脑内部器件被干扰、发热,甚至于烧毁。
经过上述处理后的笔记本电脑无线电源,接收模块可以直接插入笔记本电脑内部(先将光驱拔出),实现了无线供电和无线充电的功能。
实测结果见附表。
附表项目参数备注天线厚度5mm 包括隔离层和防护层在内PCB厚度15mm 含散热片厚度1mm尺寸135mm×100mm 发射与接收相同发射电压220V~发射空载电流0.04A~ 无接收部分发射空载电流0.05A~ 有接收部分但不给笔记本电脑供电负载电流0.28~0.39A~ 笔记本电脑正常工作并充电接收输出电压20V DC ±0.5V接收输出电流充电3.0A DC 不充电时1.8A DC纹波电压50~100μV DC发射模块温度42℃温28℃/ 1小时/空气对流接收模块温度58℃气温28℃/1小时/笔记本电脑内不通风。