基于车灯的无线反馈非接触供电电路设计

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1、第29卷第10期河南科学Vol.29No.102011年10月HENANSCIENCEOct.2011文章编号：1004-3918（2011）10-1227-04基于车灯的无线反馈非接触供电电路设计周成虎，李娜，瓮嘉民，陈冰洋，张昆（河南工程学院，郑州450005）摘要：为了能在汽车的引擎盖等活动部位装设车灯，给出了一种无线反馈稳压的非接触供电车灯电路.无线反馈稳压电路通过无线反馈控制电路的输出电压，达到稳定负载功率的目的，实验证明电路可行.关键词：非接触供电；PWM控制；无线反馈中图分类号：TN86文

2、献标识码：A在以前的汽车车体设计时，许多设计师希望在引擎盖等活动部位装设车灯.可是在这些部位装车灯，其电线易于折断.笔者给出一种非接触供电的车灯电路，可解决这个难题.电路框图如图1所示.LL1CC1L31L原边电路LL21LL22LL32副边电路VVDCDLL4
+
+CC4
D1C2RR1UUVSVS1VSVSOW2W0-CC5044D2CC3R2-灯
车fU
测U测测SG3525SG3525控制与驱动电路检测检

3、检流检流压22.4GHz.4GHZ天线电压电电过电过欠无线模块NRF24E1无线模块NRF24E1NRF24E1NRF24E1（接收端）（发射端）图1非接触电路原理框图Fig.1Contact-lesspowertransfersupplyscheme该电路包括非接触供电和无线信号反馈稳压两部分.其中非接触供电电路包括原边电路和副边电路；无线信号反馈稳压电路包括无线信号检测及发射电路（简称发射电路）和无线信号接收及反馈触发电路（简称接收电路）.非接触供电原

4、边电路和接收电路安装在汽车车体上，副边电路和发射电路安装在引擎盖、后备箱盖等活动部位.该电路采用24V蓄电池供电，负载为24V/40W车灯.当负载电压变化时，通过电阻分压取样，将检测到的模拟电压信号送入无线发射模块自带的A/D端口，发射模块自动将模拟电压信号转换成数字信号并发射出去；接收模块收到数字信号后，通过D/A转换将数字信号转化模拟信号，将这个电压信号加到SG3525的反馈输入端，SG3525自动调节输出控制脉冲的占空比，达到稳定负载电压的目的.1非接触车灯供电电路原理图1所示的非接触供电电路中，

5、原边电路由分裂电感L21、L22和功率开关管VS1、VS2构成推挽式变换器[1-2]电路，采用PWM控制芯片SG3525产生控制脉冲驱动推挽式变换器电路，分别控制开关管VS1、VS2的栅极，频率设定为38kHz.L31、L32组成非接触耦合变换器，原副边线圈为互不接触的空心线圈（无铁芯）.原边线圈L31属于固定不收稿日期：2011-08-01基金项目：河南省教育厅自然科学基金项目（2010B510004）；河南工程学院青年基金项目（Y09009）作者简介：周成虎（1973－），男，河南息县人，工学硕士，

6、研究方向为非接触供电应用.-1228-河南科学第29卷第10期动部分；副边感应线圈、副边电路和负载为可移动部分.原、副边线圈为面对面放置，它们之间不存在电气连接，非接触耦合变换器等效电路如图2所示.负载近似为纯阻性负载RL.原边线圈的电流为I觶，31两端电压为U觶L，副边电流为I觶.jωMI觶为原边电流I觶31323131在副边的感应电压值，jωMI觶为副边电流I觶在原边线圈3232的感应电压值.根据图2中给出的电路的方向，可得原边、副边回[3]路的方程：原边回路：（R+jωL）I觶+jωMI觶=U觶L

7、.（1）3131313231副边回路：jωMI觶+I觶（R+jωL+RL）＝0.（2）31323232令原边回路阻抗Z11＝（R31＋jωL31），令副边回路阻抗Z22＝（R32＋jωL32+RL），ZM＝jωM，则可得原边电流I觶和31副边电流I觶为：32U觶L31I觶=；（3）3122Z+ωM/Z1122-jωMU觶L/Z3111I觶=．（4）3222Z+ωM/Z2211根据式（3）、（4），副边线圈L32可以等效为一个22电流源．其中ωM/Z称为副边反映阻抗，它是副22边的回路阻抗通过互感反映到原

8、边的等效阻抗．反映阻抗表示副边电路负载对原边电流的影响，[4]直接反映了系统的功率传输能力．C1、C4为原、副边补偿电容．D1、D2和C2、C3构成二倍压整流电路，经L4、C5滤波后给负载供电．2无线反馈稳压电路原理2．1无线信号检测及发射电路无线信号检测及发射电路如图3所示．其中无线模块nRF24E1内嵌8051单片机内核，且同时具有发射和接收功能，可以通过软件设定决定具2体用于发射还是接收．其通讯频率为2．4GHz，晶振频率为16MHz