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微距条件下的无线传能的实现
如果作为产品设计,这部分电路应当尽可能微型化(电流表电压表只是在实验品中调试时用,产品中不需要),最好成为电池的附属电路。
3 主要元器件选择
电源变压器T1:5VA18V,这里利用现有的双18V的,经整流滤波后得到约24V的直流
继电器J:DC24V,经测量其可靠吸合电流为13mA
保险管FUSE:快速反应的1A
可调电阻RP1和RP2:用精密可调的
谐振电容C8:瓷介电容耐压不小于63V
整流桥D5-D8:用高频开关管1N4148
精密电压源:TL431
运放IC3:OPA335,TI公司的轨对轨精密单运放
晶体管Q3、Q4和Q5:要求漏电流小于0.1uA,放大倍数大于200,图中已标型号
发光管LED2:普亮(红),正向VA特性尽可能陡直(动态电阻小,稳压特性好)
发送线圈L1:用U1mm的漆包线在U66mm的圆柱体(易拉罐正好)上密绕20匝,用502胶适当粘接,脱胎成桶形线圈
接收线圈L2:用U0.4mm的漆包线在同样的圆柱体上密绕20匝,脱胎后整理成密圈形然后粘接固定。这是为了使接收单元尽可能薄型化
4 调试要点
在发送单元的FUSE1回路上串入电流表,以保持监测。按以下顺序调试。
4.1 调工作频率
调PR1使F1-F2产生的方波频率与C8L1的谐振频率一致。此时电流表的读数最小,接收线圈L2所得的感应电压最大,暂不接被充电池BT2.。
4.2 调基准电压
保持L1与L2相距2cm并同轴,此时C5两端的直流电压应当有18-20V。
调RP2使其两端电压为4.15V,这就是锂离子电池的充电终止电压。改变L1与L2的间距,在0-6cm之间基准电压应当恒定为4.15V。
任何一项调试必须在保证其他条件不变的情况下进行。
4.3 调充电控制
增大L1与L2的间距(约55mm),使C5两端的直流电压降为8V。或者关掉发送单元,在C5两端接上8V的实验电源。
在运放输出高电位的情况下,将R10换成5M的电位器,由大往小调,在能保证Q4完全饱和的情况下,对其电阻的最大值取3/4,成为调定的R10。这是为了即保证控制可靠,又要尽可能省电。
4.4 调充满显示
在运放输出高电位时,保证Q3截止(LED3不亮)的前提下,R5取最大。
在运放输出低电位时,在LED3中串入电流表,调R8使电流表读数为0.5mA,此时LED3有足够的亮度(方法同4-3,目的同4-3)。
这样,接收单元的充电控制电路总耗电不到2mA。其中R4支路有1mA左右,Q3和Q4有0.5mA(Q3和Q4不会同时导通),IC2耗电更小(小于0.01mA)。
5 性能测试
应保证L1与L2附近没有其他金属或磁介质。
5.1 耦合性能
在接收单元空载(不接被充电池)情况下,保持L1与L2同轴,改变L1-L2间距,测量接收单元C5两端电压DCV。
在5cm内,充电控制电路能保证准确可靠的工作,6cm仍可充电。
5.2 充电控制
保持L1与L2同轴并固定于相距2cm,接上待充电池,并接上电压表。
断开SW,电流表读数为10mA,此为慢充电工作方式;接通SW,电流表读数为30mA,此为快充电工作方式。
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