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闲来无事，仿造无线充电器
今天中午，无意中看到新来的《无线电》第四期，有几篇文章介绍制作无线传输充电实验引起了我的好奇，经不起诱惑，按照其中最简单的一个图，我专门跑了趟车库，从我的阿里巴巴的宝藏里翻出了几块4069，IRF640，还有两个TO-220封的高频整流管。原设计用2M晶体，我找了半天只找到一个2.5M的，一个3.579M的和一个4M的，据说频率高容易传输，效率也高，但是数字电路的频率不是没有门槛的，4M的能不能用还在两说，估计大500KHZ应该没问题。
回家来，在一块废弃的实验板上搭起了电路，因为简单，所以很容易就完成了，4069的1-3-5全部连在一起，内部的三个非门的输入端等电位连接，保证不会引入信号，造成不稳定，另外一半的三只非门则由前两个配合1M电阻和2.5M晶体组成震荡器，最后一个负责功率推动。功率管原来采用的IRF540，我没找到，就用手头有的640代了，线圈要求用0.5MM粗的线，在Φ80MM的圆筒上绕12圈，脱胎，我用一个85MM的茶叶筒饶了两个相同的线圈，其中一个接在IRF640的漏极D上，另外一个头则接在12V电瓶的正电上，4069的8脚为驱动信号端，接IRF640的G极，至于S极当然同4069的7脚一起接地了，4069的1脚和14脚之间接一个1M电阻。到此已经基本完成了，我没敢贸然通电，我也怕一团火光之后我的桌子上的纸全着了，安全第一，我先用4V的电瓶给4069的7脚和14脚接上电，然后用收音机AM段靠近，听听有没有声音，果然，其中一个台在开启震荡器后竟然没了电台信号，看来已经起振了，不由一阵狂喜。于是开始制作耦合线圈的负载，负载的要求不高，发光管，灯泡似乎都可以，我先用一个红色LED代替，用快速整流管和一个100UF/16V电解组成整流电路。发光管接在电容两端，将两个线圈对齐，先接上震荡器的电源，再接上功率级的电源，只见LED竟然真的亮起来，虽然那光实在太暗了，测量LED上的电压才1.3V。但毕竟是一次伟大的成功。我测量整个输出级才不到300MA，怀疑驱动级电压不够，于是使用4节5号NI-CD电池组，提供5V电压，这回电压上升了许多。达到2V了，但是整个输出级电流已经达到600MA，还是不知足，于是把震荡级的电压提高到6V，输出电压已经达到4V了。但是很快就闻到一股热的味道。那640管子烫手。给它加了点散热片，感觉好些。但仍然烫，看来是过激励了。测量输出级电流竟然接近1A，900MA了。难怪呢。于是把电压降回5V。这个时候的电压正好合适，我琢磨着，能否驱动一个灯泡呢？于是把一个带座的2.5V0.3A小灯泡接上，竟然也点亮了。橘黄色的灯光预告着实验的成功。测量带负载的电流，依然是600MA。似乎负载变化对主电路没多大影响，这不由让我联想起电子管收音机或甲类功放电路的特性了。看来它本身震荡就是消耗这么多了，没有功率控制电路。负载变化对它影响很小。
但是有个问题，就是距离明显的限制，只有紧贴上才能达到最佳耦合。稍微拉开半CM，灯泡的亮度明显降低，当拉开到1CM以上时，基本上没有输出了。而且当两个线圈的相对位置变化时，对输出的影响也很大。例如两个线圈互相平移超过5MM，效果与垂直拉开5MM一样，看来电路有待改进，于是我想起了82年的《中学科技》上有篇介绍《水中灯》的实验：一个带有铁棒芯的大线轴，上边绕满了漆包线，接在调压器上，在线轴上放一个水槽，里边加水，然后将一个手镯大小的线圈两端接个2.5V灯泡。当调动调压器到一定时候，灯泡就亮起来，这是工频的无线传输实验，其实就是个变压器的模型。我考虑能否这样，把感应线圈做小点，这样。同样长度的线，可以多绕2圈，而且完全可以放进原来的线圈里，这样不存在耦合不良的问题了。于是我找了个小输液吊瓶，用它将原来的感应线圈脱胎，共绕了14圈。将整流管和电解焊在中间，灯泡接在电解上。组成一个完全独立的整体。正好把它放在输出线圈当中。于是就有了照片里这个实验装置。这样，输出电压正好2V，已经满足要求了。效果很好。欢迎大家点评。 |
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发表于 2008-4-24 17:26:06
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发表于 2008-4-24 17:54:28
发表于 2008-4-24 18:43:15
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