基于MSP43O單片機的無線充電器設(shè)計解析

　　摘 要：采用MSP430F2274超低功耗單片機作為無線傳能充電器的監(jiān)測控制核心，通過開關(guān)選擇充電的速度，實現(xiàn)快速充電和常態(tài)充電功能，電能充滿后給出充滿提示且自動停止充電。能量發(fā)送端可用市電和直流電源供電。具有交流優(yōu)先和交直流自動切換的功能，電壓和充電時間顯示采用低功耗 OCM126864—9液晶屏。該設(shè)計系統(tǒng)具有無線充電、能量傳輸效果好、攜帶方便、成本低、無需布線等優(yōu)勢，有著廣泛的應(yīng)用前景。

　　引言

　　目前，手機、MP3和筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備進(jìn)行充電主要采用的是一端連接交流電源，另一端連接便攜式電子設(shè)備充電電池的傳統(tǒng)充電方式。這種方式有很多不利的地方，如頻繁的插拔很容易損壞接頭，也可能帶來觸電的危險等。因此，非接觸式感應(yīng)充電器在上個世紀(jì)末期誕生。憑借其攜帶方便、成本低、無需布線等優(yōu)勢迅速受到各界關(guān)注。實現(xiàn)無線充電，能量傳輸效率高，便于攜帶成為充電系統(tǒng)的研究方向之一。本設(shè)計就是一個由能量發(fā)送單元和能量接收單元兩大部分組成，利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電能無線傳遞的充電器。

　　1 硬件系統(tǒng)設(shè)計

　　1．1 器件選擇本無線充電系統(tǒng)的設(shè)計是用線圈耦合方式傳遞能量，使接收單元接收到足夠的電能，以保證后續(xù)電路

　　能量的供給。由于無線傳電電壓隨能量發(fā)送單元和接收單元耦合線圈的間距 D在測試 中需要改變，而充

　　電時間相對固定，便于控制，所以充電方式上選擇固定電流充電的恒流充電方案。在器件選擇上選擇有多種省電模式，功耗特別省，抗干擾力特強的 MSP430系列超低功耗單片機 MSP430F2274作為無線傳能充電器的監(jiān)測控制核心芯片，電壓和充電時間顯示采用低功耗 OCM126864—9液晶屏，以提高充電電路的能量利用效率。

　　1．2 系統(tǒng)框圖

　　無線充電系統(tǒng)主要采用電磁感應(yīng)原理，通過線圈進(jìn)行能量耦合實現(xiàn)能量的傳遞。如圖 1所示 ，系統(tǒng)工作時輸人端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電，或用 24V直流電端直接為系統(tǒng)供電。當(dāng)接收線圈與發(fā)射線圈靠近時，在接收線圈中產(chǎn)生感生電壓，當(dāng)接收線圈回路的諧振頻率與發(fā)射頻率相同時產(chǎn)生諧振，電壓達(dá)最大值，具有最好的能量傳輸效果。通過2個電感線圈耦合能量，次級線圈輸出的電流經(jīng)接受轉(zhuǎn)換電路變化成直流電為電池充電。