一种无线供电的智能控制系统的制作方法

文档序号:16095671发布日期:2018-11-27 23:32阅读:277来源:国知局

本发明涉及智能控制技术领域,具体涉及一种无线供电的智能控制系统。



背景技术:

近年来,由于无线供电技术广阔的发展前景,它又一次引起了人们的关注。无线供电可以运用于消费电子产品充电、植入式医疗电子充电、无线传感器网络充电和无线充电车等方面。现代电子科学技术的日新月异,如手机终端、掌上电脑、MP4等便携式电子设备越来越多地进入人类的生活中,成为人们不可缺少的工作和娱乐设备,这些设备都是采用电池供电,当电池电量用完之后,需要使用充电器,对其进行充电,这样一方面,频繁的插拔不但使用不便,而且很容易损坏;另一方面,越来越多的便携式设备投入使用,各自的充电器都不相同,互不通用。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对上述现有技术的缺陷问题,本发明提供一种无线供电的智能控制系统,通过充电发射电路与充电接收电路进行电磁感应,以无线的方式将电能传输给用负载,实现电源对负载的无线供电,优化了人们的生活方式,具有较高的实用价值。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:

一种无线供电的智能控制系统,包括单片机、温度检测模块、光照检测模块、人体感应模块、液晶显示模块、PWM驱动电路、无线发射电路、无线接收电路、负载、触摸屏、GPRS通信模块、手机终端;温度检测模块、光照检测模块、人体感应模块、液晶显示模块、PWM驱动电路、触摸屏、GPRS通信模块为单片机的外围电路分别与单片机相连;PWM驱动电路与无线发射电路相连,无线发射电路与无线接收电路无线连接,无线接收电路与负载相连为负载供电;手机终端通过GPRS通信模块与单片机相连,手机终端与单片机进行无线通信并对单片机进行远程控制。

进一步地,所述单片机选用HT46F49E型单片机。

进一步地,所述无线发射电路包括二极管D1、D2、D3、D4,电容C1、C2、C3、C4、C5,电阻R1、R2,MOS管Q1、Q2,电感L1、L2;二极管D1、D4阳极相连,二极管D2、D3阳极相连,220V交流电一端与二极管D1、D4阳极相连,220V交流电另一端与二极管D2、D3阳极相连,二极管D1、D2阴极与电容C1一端、电容C2一端、电阻R1一端、MOS管漏极相连,二极管D3、D4阴极与电容C1另一端相连并接地;电容C2另一端与电容C3一端、电阻R1另一端、电阻R2一端、MOS管Q2源极相连,电容C3另一端、电阻R2另一端接地;MOS管Q1源极与电感L1一端、MOS管Q2漏极相连,电感L1另一端与电感L2一端相连,电感L2另一端与MOS管Q2源极相连;电容C4并联在MOS管Q1漏极和源极之间,电容C5并联在MOS管Q2漏极和源极之间。

进一步地,所述MOS管Q1、Q2采用3DK7-9小功率开关管。

进一步地,所述充电接收电路包括电感L3、电容C6、C7、C8、二极管D5、D6、D7、D8、电阻R3、R4、三端稳压器LM317;电感L3与电容C6并联,电容C6一端与二极管D5、D8阳极相连,电容C6另一端与二极管D6、D7阳极相连,二极管D5、D6阴极与电容C7一端、三端稳压器LM317的2脚相连,二极管D7、D8阴极与电容C7另一端相连并接地;三端稳压器LM317的1脚与电阻R3、R4一端相连,电阻R3另一端接地,电阻R4另一端与三端稳压器LM317的3脚、电容C8一端相连,电容C8另一端接地。

进一步地,所述PWM驱动电路包括芯片SG3525、电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、电容C9、C10、+12V直流电源;芯片SG3525的1脚与电阻R5一端、电阻R9一端相连,电阻R5另一端接地,电阻R9另一端与芯片SG3525的16脚相连;芯片SG3525的2脚与电阻R6一端相连,电阻R6另一端接地;芯片SG3525的5脚与电阻R7一端、电容C9一端相连,电阻R7另一端、电容C9另一端接地;芯片SG3525的8脚与电容C10一端相连,电容C10另一端接地;芯片SG3525的10脚和12脚接地,芯片SG3525的11脚与电阻R11一端相连,电阻R11另一端与MOS管Q2栅极相连;芯片SG3525的13脚和15脚与+12V直流电源相连,芯片SG3525的14脚与电阻R10一端相连,电阻R10另一端与MOS管Q1栅极相连。

进一步地,所述LCD显示模块为LCD12864液晶显示屏。

进一步地,所述GPRS无线模块为ZSD2110。

进一步地,所述温度检测模块采用数字输出型集成温度传感器DS18B20。

(三)有益效果

本发明的有益效果:一种无线供电的智能控制系统,以单片机HT46F49E为核心,采用GPRS通信模块,实现手机终端对家居电子设备的监控和无线控制;通过充电发射电路与充电接收电路进行电磁感应,以无线的方式将电能传输给用负载,实现电源对负载的无线供电,摆脱了电源线的束缚,具有安全可靠、方便灵活优点;无线供电的智能控制系统优化了人们的生活方式,具有较高的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明充电器原理框图;

图2为充电发射电路原理图;

图3为充电接收电路原理图;

图4为PWM驱动电路原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

结合图1,一种无线供电的智能控制系统,包括单片机、温度检测模块、光照检测模块、人体感应模块、液晶显示模块、PWM驱动电路、无线发射电路、无线接收电路、负载、触摸屏、GPRS通信模块、手机终端。

温度检测模块、光照检测模块、人体感应模块、液晶显示模块、PWM驱动电路、触摸屏、GPRS通信模块为单片机的外围电路分别与单片机相连;PWM驱动电路与无线发射电路相连,无线发射电路与无线接收电路无线连接,无线接收电路与负载相连为负载供电;手机终端通过GPRS通信模块与单片机相连,手机终端与单片机进行无线通信并对单片机进行远程控制。负载可以是台灯、充电器、风扇等家用电子设备。

单片机选用HT46F49E型单片机,HT46F49E是内置EEPROM的8位FLASH型高性能精简指令集MCU,专门为需要A/D转换的产品而设计,集成了多通道模数转换器和1或者2通道PWM输出。具有暂停和唤醒功能、振荡类型选择、可编程分频器等功能,使得实际应用时只需要很少的外部器件。

温度检测模块采用数字输出型集成温度传感器DS18B20,DS18B20具有价格便宜、灵敏度高、使用方便。光照检测模块采用光敏电阻传感器或光敏二极管传感器,系统可以根据光敏电阻传感器或光敏二极管传感器检测到的室内光线强弱自动调节灯光的强弱和开关。人体检测模块采用红外传感器检测人体存在。液晶显示模块为LCD12864液晶显示屏。触摸屏用于实现系统的手动控制。GPRS无线模块采用ZSD2110,ZSD2110构成的GPRS网络进行数据传输的模块体积小、功耗低,手机终端通过GPRS无线模块对微控制器进行远程控制。

结合图2,无线发射电路包括二极管D1、D2、D3、D4,电容C1、C2、C3、C4、C5,电阻R1、R2,MOS管Q1、Q2,电感L1、L2;二极管D1、D4阳极相连,二极管D2、D3阳极相连,220V交流电一端与二极管D1、D4阳极相连,220V交流电另一端与二极管D2、D3阳极相连,二极管D1、D2阴极与电容C1一端、电容C2一端、电阻R1一端、MOS管漏极相连,二极管D3、D4阴极与电容C1另一端相连并接地;电容C2另一端与电容C3一端、电阻R1另一端、电阻R2一端、MOS管Q2源极相连,电容C3另一端、电阻R2另一端接地;MOS管Q1源极与电感L1一端、MOS管Q2漏极相连,电感L1另一端与电感L2一端相连,电感L2另一端与MOS管Q2源极相连;电容C4并联在MOS管Q1漏极和源极之间,电容C5并联在MOS管Q2漏极和源极之间。

交流电源产生的交流电压经整流滤波后得到直流电压,直流电压经高频交流逆变后变为高频交流电压。220V交流电经过桥式整流及电容C1滤波后送给逆变电路,逆变电路采用半桥式逆变电路,由MOS管Q1、Q2、电感L1、L2、电容C2、C3、C4、C5和电阻R1、R2组成。MOS管Q1、Q2采用3DK7-9小功率开关管,3DK7-9具有寿命长、安全可靠、开关速度快、体积小等优点。为了降低开关损耗,在开关管外并联电容C4、C5,串联电感L1,使流过开关管的电流为正弦波;在正弦波过零时导通开关管,实现零电压的软开关,调节开关开通、关断时电压和电流的变化,以减少开关损耗。

结合图3,充电接收电路包括电感L3、电容C6、C7、C8、二极管D5、D6、D7、D8、电阻R3、R4、三端稳压器LM317;电感L3与电容C6并联,电容C6一端与二极管D5、D8阳极相连,电容C6另一端与二极管D6、D7阳极相连,二极管D5、D6阴极与电容C7一端、三端稳压器LM317的2脚相连,二极管D7、D8阴极与电容C7另一端相连并接地;三端稳压器LM317的1脚与电阻R3、R4一端相连,电阻R3另一端接地,电阻R4另一端与三端稳压器LM317的3脚、电容C8一端相连,电容C8另一端接地。

电感L2和电感L3构成分离式变压器,充电发射电路得到的高频交流电压在电感L2上产生高频电流,通过L2与L3的电磁耦合,在电感L3中通过电磁感应产生感应电流,再经过整流滤波为负载负载提供电压。采用LM317稳压芯片调整稳压。考虑到不同负载充电电压不同,而且适当提高充电电压有利于改善充电效率,电阻R3采用可调电阻来调整输出电压。

结合图4,PWM驱动电路包括芯片SG3525、电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、电容C9、C10、+12V直流电源;芯片SG3525的1脚与电阻R5一端、电阻R9一端相连,电阻R5另一端接地,电阻R9另一端与芯片SG3525的16脚相连;芯片SG3525的2脚与电阻R6一端相连,电阻R6另一端接地;芯片SG3525的5脚与电阻R7一端、电容C9一端相连,电阻R7另一端、电容C9另一端接地;芯片SG3525的8脚与电容C10一端相连,电容C10另一端接地;芯片SG3525的10脚和12脚接地,芯片SG3525的11脚与电阻R11一端相连,电阻R11另一端与MOS管Q2栅极相连;芯片SG3525的13脚和15脚与+12V直流电源相连,芯片SG3525的14脚与电阻R10一端相连,电阻R10另一端与MOS管Q1栅极相连。

MOS管Q1、Q2的栅极极由芯片SG3525控制,SG3525是一种性能优良、功能完整和通用性强的单片集成PWM控制芯片,它不仅简单可靠、工作效率高,而且使用方便灵活,输出信号的占空比、频率易于控制,便于开关电源的高频化和小型化。SG3525的工作电压范围很宽(8~35V),可正常工作的温度范围为0~70℃。

综上所述,本发明实施例,无线供电的智能控制系统,以单片机HT46F49E为核心,采用GPRS通信模块,实现手机终端对家居电子设备的监控和无线控制;通过充电发射电路与充电接收电路进行电磁感应,以无线的方式将电能传输给用负载,实现电源对负载的无线供电,摆脱了电源线的束缚,具有安全可靠、方便灵活优点;无线供电的智能控制系统优化了人们的生活方式,具有较高的实用价值。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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