无线供电系统设计.doc

目录1.引言11.1.概述11.2.研究背景11.3.研究现状22.系统设计22.1.系统预期目的22.2.系统总体实现方案设计32.2.1.主控制器32.2.2.振荡电路42.2.3.人机交互52.2.4.整机功耗检测53.硬件设计63.1.单片机最小系统设计63.2.能量发送设计73.3.电源电流采集电路以及供电设计93.4.接受模块设计104.软件设计104.1.软件设计需要解决的问题104.2.总体设计104.3.单元模块设计114.3.1.LCD显示模块114.3.2.PCA模块124.3.3.AD功能模块145.系统调试155.1.硬件调试155.2.软件调试155.3.系统联调156.测试方法与数据156.1.测试仪器与设备156.2.测试方法156.3.测试数据与波形166.3.1.测试数据166.3.2.测试波形166.3.3.测试实物图177.结束语19致谢20参考文献20无线供电系统设计应用科技学院电子信息工程专业陈启俊指导教师：李汪彪【摘要】本系统设计并制作了一个采用STC12C5A60S2控制的无线(非接触式)供电系统，系统涉及能量发送模块和能量接受模块。能量发送模块由555振荡产生频率为140KHz的交流信号，再通过单片机PWM占空比的控制发送至谐振电路，它能实现的功能是：在能量发送模块和接受模块之间不通过任何导线连接，通过感应线圈实现电能的传输使接受模块的LED灯发光以此来模拟供电；实现人机交互、用LCD162A显示，具有和谐的的显示界面。在发射距离10mm的情况下，能量发送模块的功率小于1W，并且可以实现对发送模块按键的控制使LED亮度规则变化.【关键词】STC12C5A60S2;无线;能量发送;功率显示;PWM.引言概述无线供电，就是电源不依赖导线的情况下对目的进行供电。无线供电技术是一种新型的电能传输技术，它摆脱了传统供电方式，而采用无线的方式为用电设备提供电力。没有了连接电源的导线的束缚，无线供电使得系统更加安全并且方便。[1]研究背景2023年九月一日，全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟在北京宣布将Qi无线充电国际标准率先引入中国。信息产业部通信电磁兼容质量监督检查中心也加入该组织。无线充电联盟副主席、来自美国安利的子公司富尔顿创新公司董事布雷特·刘易斯介绍，联盟成员近60家，涉及劲量、LG电子、诺基亚等。安利净水器2023前就开始采用富尔顿的无线充电技术。无线充电更方便，更安全。没有外露的连接器，避免了漏电、跑电等安全隐患。很多人紧张的辐射问题，在8年之前的净水器的安全性就已经得到了36个国家的验证，据介绍，无线充电大体上是通过磁场输送能量，而人类以及人类身边的绝大多数物件都是非磁性的，所以对人类不会构成伤害。无线充电尚有一个好处是省电，无线充电设备的效能接受在70%左右，和有线充电设备相等，但是它具有电满自动关闭功能，避免了不必要的能耗。并且，这个效能接受率在不断提高。无线充电设备比普通充电器“聪明”很多，对于不同的电子产品，电源接口能自动相应，需要充电时，发射器和接受芯片会同时自动开始工作，充满电时，两方就会自动关闭。它还能自动辨认不同的设备和能量需求，进行‘个性化工作’，这就是智能供电。现在，为了消费者的安全以及他们的便利性考虑，相关科研人员先提供了近磁场无线充电技术（即需放在发射器旁边），未来，不仅是小功率电器，常见的家用电器设备、医疗设备、电动工具、办公室电器、厨房电器等都可以实现无线供电了，一边传输一边使用电能，不需要任何类似于电池的电量存储设备，更不需要提前充电，到那时，电线、插线板、电池都可以消失了，你甚至感受不到电的存在，它就像空气同样，让你觉得手到擒来。[1]研究现状早在电子技术刚刚问世不久。NicolaTesla（尼古拉.特斯拉）就已经进行过远距离无线供电的实验研究。2023年6月，麻省理工学院(MIT)以MarinSoljacic为首的研究团队初次演示了灯泡的无线供电技术，他们从6英尺的距离成功地点亮了一个60W灯泡。通过一百年的发展，无线供电已经进入了应用的阶段。家电和数码生产公司纷纷推出自己的无线供电产品。2023年的CES（国际消费电子产品展）上，至少有3家厂商对外展示了其专为移动设备设计的无线充电底座。成立于2023年12月17日的国际玩笑充电联盟（WirelessPowerConsortium，WPC）已制定无线供电的业内标准为目的，目前正在提倡“Qi”标准。WPS已于2023年3月发行了无线供电传输标准的正式版。不久的将来，无线供电技术还将在照明、电动车、医疗电子设备、无线传感网络等领域大放异彩，甚至未来的电力传输也将是无线传输的。世界大公司对无线供电做出的研究：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