基于51單片機智能無線耦合充電設備的設計

基于51單片機智能無線耦合充電設備的設計,基于,51,單片機,智能,無線,耦合,充電,設備,裝備,設計 單位代碼 01 學 號 1303020025 分 類 號 TN014 密 級 文獻綜述 基于51單片機智能無線耦合充電設備綜述 院（系）名稱 信息工程學院 專業(yè)名稱 電子信息工程 學生姓名 劉婷 指導教師 王玉巧 2015年03 月13日 黃河科技學院畢業(yè)設計（文獻綜述） 第I頁 基于51單片機智能無線耦合充電設備綜述 摘 要 無線充電技術（Wireless charging technology；Wireless charge technology ），源于無線電力輸送技術。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。 關鍵詞：無線充電，電磁感應，電磁共振 黃河科技學院畢業(yè)設計（文獻綜述） 第5頁 前言 2010年9月1日，全球首個推動無線充電技術的標準化組織——無線充電聯(lián)盟在北京宣布將無線充電國際標準率先引入中國。信息產業(yè)部通信電磁兼容質量監(jiān)督檢驗中心也加入該組織。無線充電聯(lián)盟副主席、來自美國安利的子公司富爾頓創(chuàng)新公司董事劉易斯·帕爾木介紹，聯(lián)盟成員近60家，包括勁量、LG電子、諾基亞等。無線充電技術采用統(tǒng)一的工業(yè)標準，未來幾年，移動電話、PMP/MP3播放器、數(shù)碼設備、移動設備等產品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的無線充電器。這個充電器類似一個托盤直接插到電源上，不同品牌的手機直接放在上面就可完成充電。? 1.無線充電技術研究 隨著科技的發(fā)展，電子產品迅速普及，面對身邊手機、數(shù)碼相機、藍牙耳機、Pad 等數(shù)字終端的不同種類的充電器和充電線，看起來雜亂無章，用起來也非常不便。人們對充電技術的需求，逐步向智能便捷、簡單通用、節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。隨之應運而生的面向數(shù)字終端的無線充電技術，無需人工線纜的連接即可自動對電子設備智能充電。一方面能讓產品消費者擺脫各種充電線纜的困擾；另一方面 , 也能解決數(shù)字終端充電器的通用性問題。如同 WIFI一樣，消費者可以在家里、地鐵、機場等公用場所進行便捷無線充電，避免了型號不匹配無法充電的現(xiàn)象。 2.無線充電技術應用 無線充電已經在電動牙刷、電動剃須刀、無線電話等部分家電產品中實用化，現(xiàn)在其應用范圍又擴大到了智能手機領域。未來無線充電的應用范圍將有望擴大到EV的充電系統(tǒng)。無線充電使用的充電座和終端分別內置了線圈，使二者靠近便開始從充電座向終端供電。為提高供電效率，需要使線圈之間的位置對齊，不產生偏移。因此，各廠商在位置定位方法方面紛紛開動腦筋。從事智能手機外設業(yè)務的日本Oar公司推出了名為“無線充電板”的充電座。內置有磁鐵，用于將終端吸引到指定位置。松下投放了無線充電座“無接點充電板”。尺寸約為鼠標墊大小，表示實現(xiàn)了“位置自由”，將終端放在充電板上的任何位置均可充電。 目前的無線充電技術還不算成熟，標準也尚未統(tǒng)一，還達不到上述的理想狀態(tài)。業(yè)內主要有三大充電標準，分別是 WPC 公司的 QI 標準、PMA 公司的 Power2.0 標準和A4WP 公司的 Rezence 標準。目前，研發(fā)的無線充電技術種類很多，但主流技術有三種：電磁感應、電磁共振、以及射頻識別式方案。其中，WPC 和 PMA 暫時是基于電磁感應技術，A4WP 是基于電磁共振技術，射頻識別無線充電方案雖然目前沒有成型的產品問世，但其卻有著比前兩種技術方案更廣泛的應用前景。整個全球無線充電市場未來將高速發(fā)展，根據(jù)全球著名研究機構 ISH 的 13 份報告分析，在未來的 4 年里，整理無線充電硬件市場產值將翻 10 倍。例如，2014 年 5 月推出的 LG G3，5 天內銷售了10 萬部，這么驚人的銷售數(shù)據(jù)，在于它的無線充電保護殼帶有圓孔顯示的 Quick Circle。 3.文獻總體分析 無線充電技術原理是無線充電式充電器和數(shù)字終端各含一個線圈，發(fā)射端把電能通過發(fā)射線圈轉換為磁場，發(fā)射線圈的磁場穿過接收端的線圈，在接受線圈中將產生電場，最后通過接收端輸出電能給數(shù)字終端設備充電。 譚建軍，吳興權(2002) 《智能微型充電器的開發(fā)與應用》 智能微型充電器能很好地解決充電器通用性的問題。解釋了智能微型充電器的工作原理及其應用。 張益銘(2013) 《無線充電技術標準淺析》 無線充電將會是未來移動設備的一個發(fā)展方向,也是各大廠商爭相研究的熱點技術之一。目前的無線充電的主流標準分為Qi、PMA和A4WP三大標準。本文對無線充電技術的應用現(xiàn)狀及三大標準進行分析。 丁煒(2006) 《脈沖強磁場測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)》 本文圍繞著電磁感應法測量原理，從脈沖強磁場測量特點及現(xiàn)場環(huán)境出發(fā)，對脈沖強磁場測量系統(tǒng)的具體實現(xiàn)進行了研究和分析, 針對脈沖強磁體測量特點，對系統(tǒng)探測線圈結構及骨架材料進行了分析設計。設計出的多級旋鈕探頭，溫度系數(shù)小、性能穩(wěn)定，可以方便地整合溫度傳感器和樣品保持器。 黃潔琳，章磊(2009) 《無線充電的設計》 介紹了一種由常用電子器件構成,以射頻電路、接收控制電路為核心,以電感線圈實現(xiàn)無線傳能的無線充電器,簡單實用,成本低廉。并通過實驗驗證了方案的可行性。 徐守時(2003) 《信號與系統(tǒng)》 幫助學生建立層次分明的全課程認知結構,以目標激發(fā)學生學習心向，以算法為核心講解，將工程設計與課堂教學同步，大大提高了學生的編程能力。 張桂芬(2005) 《電子技術基礎》 在教學過程中可以作為實例進行分析講解，具有較高的學習分析價值，也具有一定的實用價值，結合不同的方法，有一個系統(tǒng)全面的介紹。 趙樹杰，趙建勛（2005） 《信號檢測與估計理論》 結合通用函數(shù)庫的特點和正則表達式的優(yōu)點設計和實現(xiàn)了一套完善、簡單、邏輯結構清晰的轉換方法和實現(xiàn)代碼。 陳新，張桂香（2014） 《電磁感應無線充電的聯(lián)合仿真研究》 對學生學習語法和上機操作有著積極的作用，進而闡述算法為先的教學方法，實踐證明，該教學方法從根本上調動學生學習的積極性和主動性。 隨著科技的發(fā)展與社會的進步,人們的需求正日益發(fā)生著深刻的變化,對科技含量的要求越來越高，關于無線充電的技術已經有過多年的討論和研究。無線充電技術在小功率的范圍內還是可以顯示出它的優(yōu)越性的。比如小型直流用電設備中的通訊儀器儀表、民用無線通訊手機、微型計算機、小型便攜式家用電器等。但實施大功率的無線傳輸來說，就比較困難了。 結論 隨著人們生活水平的提高，數(shù)字終端飛速發(fā)展，在未來的各種場合，智能無線充電技術勢必要扮演著重要的角色，為人類服務。就目前市場研究情況看出，無線充電技術發(fā)展尚未成熟，技術標準沒有統(tǒng)一性，成型產品在距離、效率、發(fā)熱等方面存在弊端，是今后需要研究的重點。 雖然無線充電仍然需要一個充電器進行電力的無線傳輸，看似還是較為麻煩，但是，無線技術標準在成熟之后，各大公共場所都會裝有這種設備，因此無論是在家、辦公室還是街道上甚至是列車上，用戶都可以進行無線充電，十分便捷。因而，無線電能傳輸將節(jié)省很多材料，并且擁有巨大的靈活性，多個設備可以共享一個充電設備而不需要進行多次的變換。如果大功率的版本可以實現(xiàn)量產，家庭里的很多設備幾乎不需要再有插座之爭了。 參考文獻 [1] 譚建軍，吳興權.智能微型充電器的開發(fā)與應用[J].湖北民族學院學報:自然科學版,2002無線充電技術標準淺析(4). [2] 張益銘.[J].數(shù)字技術與應用,2013(4). [3] 丁煒.脈沖強磁場測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].武漢:華中科技大學,2006. [4] 翟淵,孫躍，戴欣，等.磁共振模式無線電能傳輸系統(tǒng)建模與分析[J].中國電機工程學報,2012(12). [5] 張小壯.磁耦合諧振式無線能量傳輸距離特性及其實驗裝置研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學,2009. [6] 黃潔琳,章磊,無線充電的設計[J].山西電子技術,2009(3). [7] 徐守時.信號與系統(tǒng)[M].合肥:中國科學技術大學出版社,2003. [8] 張桂芬.電子技術基礎[M].北京:人民郵電出版社,2005. [9] 趙樹杰,趙建勛.信號檢測與估計理論[M].北京:清華大學出版社,2005. [10] 孟慶奎.手機無線充電技術的研究[D].北京：北京郵電大學,2012:27-38. [11] 陳新,張桂香.電磁感應無線充電的聯(lián)合仿真研究[J].電子測量與儀器學報，2014:434-438. [12] 熊承龍,沈兵,趙寧.基于電磁感應的無線充電技術傳輸效率的仿真研究[J].電子器件，2014:131-133. [13] 李松林.基于電磁感應耦合的無線電能傳輸研究[D].成都：電子科技大學，2012：10-13. [14] 王歡.基于無芯 PCB 變壓器的無線充電系統(tǒng)的研究[D].西安：西安電子科技大學,2010:11-13. [15] Dai.D，Liu.J. IEEE Transactions on Consumer Electronics [EI] [SCI] 2012,58(3)