磁耦合無(wú)線充電器的研究

陳瑞霞++田壯壯++忽曉偉

摘 要：介紹了一種智能型磁耦合無(wú)線充電器的設(shè)計(jì)方案，它可以通過(guò)功率發(fā)射端與接收端的通信確定充電狀態(tài)，并且以Ping命令錯(cuò)誤判斷功能判別異物及移動(dòng)設(shè)備是否需要充電，減少功率浪費(fèi)。該文闡述了無(wú)線充電系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)使無(wú)線充電更加智能、實(shí)用、節(jié)能。

關(guān)鍵詞：無(wú)線充電 磁耦合 Ping命令

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（a）-0036-02

電力電子技術(shù)所涉及的兩個(gè)主要方面則是電能傳輸和信號(hào)傳遞，兩者往往共同存在與同一個(gè)電力電子應(yīng)用系統(tǒng)中。電能用來(lái)給系統(tǒng)運(yùn)行提供能量和動(dòng)力，而信號(hào)用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)操作狀態(tài)或者傳遞控制指令。如果沒有信號(hào)，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)將難以知曉或難以控制，但是沒有電能，系統(tǒng)將完全不能運(yùn)行[1]。自從1840年科學(xué)家解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象以來(lái)，就已經(jīng)采用導(dǎo)線直接接觸的方式解決了電能和信號(hào)的傳輸問(wèn)題。現(xiàn)在，信號(hào)的傳輸以移動(dòng)手機(jī)為例，不需要直接接觸，利用空氣可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳遞，為人們?cè)谏钌咸峁┝藰O大的方便。而電能的傳輸仍然主要由導(dǎo)線直接接觸進(jìn)行傳輸，電工電子設(shè)備的供電通過(guò)插頭和插座來(lái)進(jìn)行，它的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于信號(hào)傳輸?shù)陌l(fā)展。如果能徹底去掉移動(dòng)終端的各種插口及數(shù)據(jù)線，那將會(huì)給我們的生活帶來(lái)真正的自由便利。

長(zhǎng)期以來(lái)，利用磁耦合原理實(shí)現(xiàn)電能傳輸只是在傳統(tǒng)變壓器和感應(yīng)電機(jī)中得到了應(yīng)用，根據(jù)這個(gè)原理利用空氣來(lái)完成遠(yuǎn)距離的電能傳送。最近幾年，很多新方法都是應(yīng)用的無(wú)線電，這讓其又受到了歡迎。在給移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行供電時(shí)采用無(wú)線供電技術(shù)（Wireless Power Technology），簡(jiǎn)稱WPT，人們對(duì)此課題的興趣是越來(lái)越濃。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

在兩個(gè)共振頻率相同的物體之間能有效地傳輸能量，而不同頻率物體之間的相互作用較弱。變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，其大小均與它們的變化率有關(guān)系。而正弦函數(shù)的變化率是另外一個(gè)正弦函數(shù)，所以電磁波能夠傳播出去，而感應(yīng)電壓的產(chǎn)生與磁通量的變化相關(guān)，所以線圈內(nèi)部變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而完成充電過(guò)程[2]。

無(wú)線充電技術(shù)正是利用這一原理，通過(guò)線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。如圖1所示，系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電，或用直流電端直接為系統(tǒng)供電。經(jīng)過(guò)電源管理模塊后輸出的直流電通過(guò)有源晶振逆變電路轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。通過(guò)2個(gè)電感線圈耦合能量，次級(jí)線圈輸出的電流經(jīng)功率接收轉(zhuǎn)換電路變換成直流電為電池充電。通信控制電路用于將功率控制信息（如控制錯(cuò)誤包）傳輸至功率發(fā)射器，以調(diào)節(jié)功率傳輸操作點(diǎn)或功率發(fā)射器的其他狀態(tài)。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

我們選用三極管發(fā)射極耦合多諧振蕩器和共基極復(fù)合管放大器組成無(wú)線充電電路，發(fā)射極耦合多諧振蕩器用兩個(gè)小功率三極管組成，如圖2所示。按圖中的元器件數(shù)據(jù)，振蕩頻率約為400 kHz。充電電路元器件中僅最后一級(jí)三極管Q4的耗散功率大些，其他都是一些低功耗器件，有助于提高傳輸效率及實(shí)用性能。

電源信號(hào)通過(guò)射極耦合多諧振蕩電路變換成高頻信號(hào)再通過(guò)R4和C3組成的耦合電路之后被共基極復(fù)合管功率放大電路放大。L1和L2分別是初級(jí)和次級(jí)耦合線圈，放大后的信號(hào)通過(guò)L1和L2的耦合被無(wú)線傳送到次級(jí)接收電路。高頻交流信號(hào)被整流濾波后變成直流電能給移動(dòng)設(shè)備電池GB1進(jìn)行充電。電路可以設(shè)計(jì)成多個(gè)耦合線圈部分能夠同時(shí)給多部移動(dòng)終端進(jìn)行充電。

接收端信息通過(guò)通信控制單片機(jī)反饋給發(fā)射端，并可通過(guò)LED顯示充電狀態(tài)、電壓、電流以及控制功耗等信息。

3 軟件設(shè)計(jì)

功率發(fā)射流程如圖3所示。功率發(fā)射器發(fā)出功率并檢測(cè)其表面是否放置物體，然后檢查所放物體是否為潛在功率接收器，若是則進(jìn)入Ping階段進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)[3]。在Ping階段，功率發(fā)射器應(yīng)執(zhí)行數(shù)字Ping命令。它檢查潛在功率接收器是否為功率接收器或功率接收器是否需要功率傳輸。因此功率接收器必須在功率發(fā)射器給主線圈供電的時(shí)間內(nèi)通過(guò)負(fù)載調(diào)制回應(yīng)。完成此操作后，系統(tǒng)將進(jìn)入下一階段，即配置階段。如果未完成，系統(tǒng)應(yīng)返回上一階段，即功率選擇階段。在配置階段，功率發(fā)射器識(shí)別并接收功率接收器傳輸?shù)呐渲眯畔ⅲ哉{(diào)節(jié)工作點(diǎn)進(jìn)入功率傳輸階段。在功率傳輸階段，功率發(fā)射器應(yīng)監(jiān)控功率傳輸參數(shù)。若參數(shù)超出限制，將中止功率傳輸并返回選擇階段。最后，從功率接收器接收了終止傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)，功率發(fā)射器將終止功率傳輸。

功率接收流程如圖4所示。功率接收端發(fā)送配置信息并計(jì)算控制數(shù)據(jù)以調(diào)整輸出電壓電流。功率控制信息（如控制錯(cuò)誤包）通過(guò)通信控制模塊傳輸至功率發(fā)射器，以調(diào)節(jié)功率傳輸操作點(diǎn)或功率發(fā)射器的其他狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線充電能讓人們更簡(jiǎn)便地使用基礎(chǔ)設(shè)施，并創(chuàng)造新的方式使設(shè)備與互補(bǔ)性產(chǎn)品的設(shè)計(jì)相互兼容。這一新領(lǐng)域?qū)?duì)眾多電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大影響，同時(shí)對(duì)環(huán)保節(jié)能有很大的幫助。該文介紹了一款簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉的無(wú)線充電系統(tǒng)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。該系統(tǒng)能夠檢測(cè)接收端有無(wú)可充電移動(dòng)設(shè)備，并準(zhǔn)確判斷該設(shè)備是否需要進(jìn)行充電。該設(shè)計(jì)安全、方便、適用范圍廣，具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖志堅(jiān)，韓震宇.關(guān)于便攜式電子設(shè)備新型無(wú)線充電系統(tǒng)的研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2007（12）：56-58.

[2] 周志敏，周紀(jì)海.充電器電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[3] 李一玫.電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.endprint

摘 要：介紹了一種智能型磁耦合無(wú)線充電器的設(shè)計(jì)方案，它可以通過(guò)功率發(fā)射端與接收端的通信確定充電狀態(tài)，并且以Ping命令錯(cuò)誤判斷功能判別異物及移動(dòng)設(shè)備是否需要充電，減少功率浪費(fèi)。該文闡述了無(wú)線充電系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)使無(wú)線充電更加智能、實(shí)用、節(jié)能。

關(guān)鍵詞：無(wú)線充電 磁耦合 Ping命令

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（a）-0036-02

電力電子技術(shù)所涉及的兩個(gè)主要方面則是電能傳輸和信號(hào)傳遞，兩者往往共同存在與同一個(gè)電力電子應(yīng)用系統(tǒng)中。電能用來(lái)給系統(tǒng)運(yùn)行提供能量和動(dòng)力，而信號(hào)用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)操作狀態(tài)或者傳遞控制指令。如果沒有信號(hào)，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)將難以知曉或難以控制，但是沒有電能，系統(tǒng)將完全不能運(yùn)行[1]。自從1840年科學(xué)家解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象以來(lái)，就已經(jīng)采用導(dǎo)線直接接觸的方式解決了電能和信號(hào)的傳輸問(wèn)題。現(xiàn)在，信號(hào)的傳輸以移動(dòng)手機(jī)為例，不需要直接接觸，利用空氣可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳遞，為人們?cè)谏钌咸峁┝藰O大的方便。而電能的傳輸仍然主要由導(dǎo)線直接接觸進(jìn)行傳輸，電工電子設(shè)備的供電通過(guò)插頭和插座來(lái)進(jìn)行，它的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于信號(hào)傳輸?shù)陌l(fā)展。如果能徹底去掉移動(dòng)終端的各種插口及數(shù)據(jù)線，那將會(huì)給我們的生活帶來(lái)真正的自由便利。

長(zhǎng)期以來(lái)，利用磁耦合原理實(shí)現(xiàn)電能傳輸只是在傳統(tǒng)變壓器和感應(yīng)電機(jī)中得到了應(yīng)用，根據(jù)這個(gè)原理利用空氣來(lái)完成遠(yuǎn)距離的電能傳送。最近幾年，很多新方法都是應(yīng)用的無(wú)線電，這讓其又受到了歡迎。在給移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行供電時(shí)采用無(wú)線供電技術(shù)（Wireless Power Technology），簡(jiǎn)稱WPT，人們對(duì)此課題的興趣是越來(lái)越濃。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

在兩個(gè)共振頻率相同的物體之間能有效地傳輸能量，而不同頻率物體之間的相互作用較弱。變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，其大小均與它們的變化率有關(guān)系。而正弦函數(shù)的變化率是另外一個(gè)正弦函數(shù)，所以電磁波能夠傳播出去，而感應(yīng)電壓的產(chǎn)生與磁通量的變化相關(guān)，所以線圈內(nèi)部變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而完成充電過(guò)程[2]。

無(wú)線充電技術(shù)正是利用這一原理，通過(guò)線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。如圖1所示，系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電，或用直流電端直接為系統(tǒng)供電。經(jīng)過(guò)電源管理模塊后輸出的直流電通過(guò)有源晶振逆變電路轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。通過(guò)2個(gè)電感線圈耦合能量，次級(jí)線圈輸出的電流經(jīng)功率接收轉(zhuǎn)換電路變換成直流電為電池充電。通信控制電路用于將功率控制信息（如控制錯(cuò)誤包）傳輸至功率發(fā)射器，以調(diào)節(jié)功率傳輸操作點(diǎn)或功率發(fā)射器的其他狀態(tài)。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

我們選用三極管發(fā)射極耦合多諧振蕩器和共基極復(fù)合管放大器組成無(wú)線充電電路，發(fā)射極耦合多諧振蕩器用兩個(gè)小功率三極管組成，如圖2所示。按圖中的元器件數(shù)據(jù)，振蕩頻率約為400 kHz。充電電路元器件中僅最后一級(jí)三極管Q4的耗散功率大些，其他都是一些低功耗器件，有助于提高傳輸效率及實(shí)用性能。

電源信號(hào)通過(guò)射極耦合多諧振蕩電路變換成高頻信號(hào)再通過(guò)R4和C3組成的耦合電路之后被共基極復(fù)合管功率放大電路放大。L1和L2分別是初級(jí)和次級(jí)耦合線圈，放大后的信號(hào)通過(guò)L1和L2的耦合被無(wú)線傳送到次級(jí)接收電路。高頻交流信號(hào)被整流濾波后變成直流電能給移動(dòng)設(shè)備電池GB1進(jìn)行充電。電路可以設(shè)計(jì)成多個(gè)耦合線圈部分能夠同時(shí)給多部移動(dòng)終端進(jìn)行充電。

接收端信息通過(guò)通信控制單片機(jī)反饋給發(fā)射端，并可通過(guò)LED顯示充電狀態(tài)、電壓、電流以及控制功耗等信息。

3 軟件設(shè)計(jì)

功率發(fā)射流程如圖3所示。功率發(fā)射器發(fā)出功率并檢測(cè)其表面是否放置物體，然后檢查所放物體是否為潛在功率接收器，若是則進(jìn)入Ping階段進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)[3]。在Ping階段，功率發(fā)射器應(yīng)執(zhí)行數(shù)字Ping命令。它檢查潛在功率接收器是否為功率接收器或功率接收器是否需要功率傳輸。因此功率接收器必須在功率發(fā)射器給主線圈供電的時(shí)間內(nèi)通過(guò)負(fù)載調(diào)制回應(yīng)。完成此操作后，系統(tǒng)將進(jìn)入下一階段，即配置階段。如果未完成，系統(tǒng)應(yīng)返回上一階段，即功率選擇階段。在配置階段，功率發(fā)射器識(shí)別并接收功率接收器傳輸?shù)呐渲眯畔ⅲ哉{(diào)節(jié)工作點(diǎn)進(jìn)入功率傳輸階段。在功率傳輸階段，功率發(fā)射器應(yīng)監(jiān)控功率傳輸參數(shù)。若參數(shù)超出限制，將中止功率傳輸并返回選擇階段。最后，從功率接收器接收了終止傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)，功率發(fā)射器將終止功率傳輸。

功率接收流程如圖4所示。功率接收端發(fā)送配置信息并計(jì)算控制數(shù)據(jù)以調(diào)整輸出電壓電流。功率控制信息（如控制錯(cuò)誤包）通過(guò)通信控制模塊傳輸至功率發(fā)射器，以調(diào)節(jié)功率傳輸操作點(diǎn)或功率發(fā)射器的其他狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線充電能讓人們更簡(jiǎn)便地使用基礎(chǔ)設(shè)施，并創(chuàng)造新的方式使設(shè)備與互補(bǔ)性產(chǎn)品的設(shè)計(jì)相互兼容。這一新領(lǐng)域?qū)?duì)眾多電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大影響，同時(shí)對(duì)環(huán)保節(jié)能有很大的幫助。該文介紹了一款簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉的無(wú)線充電系統(tǒng)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。該系統(tǒng)能夠檢測(cè)接收端有無(wú)可充電移動(dòng)設(shè)備，并準(zhǔn)確判斷該設(shè)備是否需要進(jìn)行充電。該設(shè)計(jì)安全、方便、適用范圍廣，具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖志堅(jiān)，韓震宇.關(guān)于便攜式電子設(shè)備新型無(wú)線充電系統(tǒng)的研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2007（12）：56-58.

[2] 周志敏，周紀(jì)海.充電器電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[3] 李一玫.電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.endprint

摘 要：介紹了一種智能型磁耦合無(wú)線充電器的設(shè)計(jì)方案，它可以通過(guò)功率發(fā)射端與接收端的通信確定充電狀態(tài)，并且以Ping命令錯(cuò)誤判斷功能判別異物及移動(dòng)設(shè)備是否需要充電，減少功率浪費(fèi)。該文闡述了無(wú)線充電系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)使無(wú)線充電更加智能、實(shí)用、節(jié)能。

關(guān)鍵詞：無(wú)線充電 磁耦合 Ping命令

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（a）-0036-02

電力電子技術(shù)所涉及的兩個(gè)主要方面則是電能傳輸和信號(hào)傳遞，兩者往往共同存在與同一個(gè)電力電子應(yīng)用系統(tǒng)中。電能用來(lái)給系統(tǒng)運(yùn)行提供能量和動(dòng)力，而信號(hào)用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)操作狀態(tài)或者傳遞控制指令。如果沒有信號(hào)，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)將難以知曉或難以控制，但是沒有電能，系統(tǒng)將完全不能運(yùn)行[1]。自從1840年科學(xué)家解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象以來(lái)，就已經(jīng)采用導(dǎo)線直接接觸的方式解決了電能和信號(hào)的傳輸問(wèn)題。現(xiàn)在，信號(hào)的傳輸以移動(dòng)手機(jī)為例，不需要直接接觸，利用空氣可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳遞，為人們?cè)谏钌咸峁┝藰O大的方便。而電能的傳輸仍然主要由導(dǎo)線直接接觸進(jìn)行傳輸，電工電子設(shè)備的供電通過(guò)插頭和插座來(lái)進(jìn)行，它的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于信號(hào)傳輸?shù)陌l(fā)展。如果能徹底去掉移動(dòng)終端的各種插口及數(shù)據(jù)線，那將會(huì)給我們的生活帶來(lái)真正的自由便利。

長(zhǎng)期以來(lái)，利用磁耦合原理實(shí)現(xiàn)電能傳輸只是在傳統(tǒng)變壓器和感應(yīng)電機(jī)中得到了應(yīng)用，根據(jù)這個(gè)原理利用空氣來(lái)完成遠(yuǎn)距離的電能傳送。最近幾年，很多新方法都是應(yīng)用的無(wú)線電，這讓其又受到了歡迎。在給移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行供電時(shí)采用無(wú)線供電技術(shù)（Wireless Power Technology），簡(jiǎn)稱WPT，人們對(duì)此課題的興趣是越來(lái)越濃。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

在兩個(gè)共振頻率相同的物體之間能有效地傳輸能量，而不同頻率物體之間的相互作用較弱。變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，其大小均與它們的變化率有關(guān)系。而正弦函數(shù)的變化率是另外一個(gè)正弦函數(shù)，所以電磁波能夠傳播出去，而感應(yīng)電壓的產(chǎn)生與磁通量的變化相關(guān)，所以線圈內(nèi)部變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而完成充電過(guò)程[2]。

無(wú)線充電技術(shù)正是利用這一原理，通過(guò)線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。如圖1所示，系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電，或用直流電端直接為系統(tǒng)供電。經(jīng)過(guò)電源管理模塊后輸出的直流電通過(guò)有源晶振逆變電路轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。通過(guò)2個(gè)電感線圈耦合能量，次級(jí)線圈輸出的電流經(jīng)功率接收轉(zhuǎn)換電路變換成直流電為電池充電。通信控制電路用于將功率控制信息（如控制錯(cuò)誤包）傳輸至功率發(fā)射器，以調(diào)節(jié)功率傳輸操作點(diǎn)或功率發(fā)射器的其他狀態(tài)。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

我們選用三極管發(fā)射極耦合多諧振蕩器和共基極復(fù)合管放大器組成無(wú)線充電電路，發(fā)射極耦合多諧振蕩器用兩個(gè)小功率三極管組成，如圖2所示。按圖中的元器件數(shù)據(jù)，振蕩頻率約為400 kHz。充電電路元器件中僅最后一級(jí)三極管Q4的耗散功率大些，其他都是一些低功耗器件，有助于提高傳輸效率及實(shí)用性能。

電源信號(hào)通過(guò)射極耦合多諧振蕩電路變換成高頻信號(hào)再通過(guò)R4和C3組成的耦合電路之后被共基極復(fù)合管功率放大電路放大。L1和L2分別是初級(jí)和次級(jí)耦合線圈，放大后的信號(hào)通過(guò)L1和L2的耦合被無(wú)線傳送到次級(jí)接收電路。高頻交流信號(hào)被整流濾波后變成直流電能給移動(dòng)設(shè)備電池GB1進(jìn)行充電。電路可以設(shè)計(jì)成多個(gè)耦合線圈部分能夠同時(shí)給多部移動(dòng)終端進(jìn)行充電。

接收端信息通過(guò)通信控制單片機(jī)反饋給發(fā)射端，并可通過(guò)LED顯示充電狀態(tài)、電壓、電流以及控制功耗等信息。

3 軟件設(shè)計(jì)

功率發(fā)射流程如圖3所示。功率發(fā)射器發(fā)出功率并檢測(cè)其表面是否放置物體，然后檢查所放物體是否為潛在功率接收器，若是則進(jìn)入Ping階段進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)[3]。在Ping階段，功率發(fā)射器應(yīng)執(zhí)行數(shù)字Ping命令。它檢查潛在功率接收器是否為功率接收器或功率接收器是否需要功率傳輸。因此功率接收器必須在功率發(fā)射器給主線圈供電的時(shí)間內(nèi)通過(guò)負(fù)載調(diào)制回應(yīng)。完成此操作后，系統(tǒng)將進(jìn)入下一階段，即配置階段。如果未完成，系統(tǒng)應(yīng)返回上一階段，即功率選擇階段。在配置階段，功率發(fā)射器識(shí)別并接收功率接收器傳輸?shù)呐渲眯畔ⅲ哉{(diào)節(jié)工作點(diǎn)進(jìn)入功率傳輸階段。在功率傳輸階段，功率發(fā)射器應(yīng)監(jiān)控功率傳輸參數(shù)。若參數(shù)超出限制，將中止功率傳輸并返回選擇階段。最后，從功率接收器接收了終止傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)，功率發(fā)射器將終止功率傳輸。

功率接收流程如圖4所示。功率接收端發(fā)送配置信息并計(jì)算控制數(shù)據(jù)以調(diào)整輸出電壓電流。功率控制信息（如控制錯(cuò)誤包）通過(guò)通信控制模塊傳輸至功率發(fā)射器，以調(diào)節(jié)功率傳輸操作點(diǎn)或功率發(fā)射器的其他狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線充電能讓人們更簡(jiǎn)便地使用基礎(chǔ)設(shè)施，并創(chuàng)造新的方式使設(shè)備與互補(bǔ)性產(chǎn)品的設(shè)計(jì)相互兼容。這一新領(lǐng)域?qū)?duì)眾多電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大影響，同時(shí)對(duì)環(huán)保節(jié)能有很大的幫助。該文介紹了一款簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉的無(wú)線充電系統(tǒng)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。該系統(tǒng)能夠檢測(cè)接收端有無(wú)可充電移動(dòng)設(shè)備，并準(zhǔn)確判斷該設(shè)備是否需要進(jìn)行充電。該設(shè)計(jì)安全、方便、適用范圍廣，具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖志堅(jiān)，韓震宇.關(guān)于便攜式電子設(shè)備新型無(wú)線充電系統(tǒng)的研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2007（12）：56-58.

[2] 周志敏，周紀(jì)海.充電器電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[3] 李一玫.電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.endprint