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(多图)无线充电器技术及低成本设计方案

Zhongzhuo Shi?? 2015年04月07日 ?? 收藏6

分立式无线充电器解决方案

我们可以使用一些分立式装置轻松设计出符合上述 Qi 标准的无线充电器系统。图 9 显示了无线充电器分立式解决方案之一。

图 9. 分立式无线充电器解决方案。
图 9. 分立式无线充电器解决方案。

在发射机侧,微控制器单元 (MCU) 用于控制整个发射机的功能。该 MCU 产生一个脉宽调变 (PWM) 波来驱动闸极驱动器。PWM 的频率和占空比由 MCU 控制。MCU 根据从接收机收到的错误控制包控制这两个参数。FAN73932 是一款半桥闸极驱动器,它把收到的矩形波转换成两个非重迭讯号,以驱动低端和高端 MOSFET 产品。 直流-交流功能通过该装置和两个 N 信道 MOSFET 产品实现。 发射线圈由交流波驱动。 串联电容用于形成一个带有发射线圈的串联谐振电路,以实现更好的电力传输性能。可通过这种方式传输电力。FAN8303 是一个为 MCU 电源提供 5V 电压的直流-直流转换器。其他部分用于通讯。电容用于捕捉来自线圈的电压,并将该电压送到 MCU ADC,以获取通讯信息。我们也可使用一个感应电阻和一个电压放大器,以检查发射线圈的电流变化。

在接收机侧,也使用一个 MCU 来控制接收机的所有动作。带有接收线圈的串联谐振电路由一个电容形成。当接收线圈位于发射线圈上时,可以在该串联谐振电路末端获得交流电压。 交流-直流功能通过具有两个 N 信道 MOSFET 产品和两个二极管的全桥整流器实现。直流电压在该电路输出端实现。该电压可通过稳压电容实现稳定。 此电压通过直流-直流转换器 (FAN8303) 实现转换,并在 FAN8303 装置的输出端可获得用于 MCU 电源的 5V 稳定电压。 当 MCU 上电时,它控制两个 MOSFET 产品与发射机进行通讯。整个无线系统通过这种方式进行组态。完成正确组态后,MCU 将打开输出开关。 输出电压也可用于为便携设备充电。 充电电流和输出电压由 MCU 监测,以获知何时需要结束充电。

在软件方面,图 10 显示了无线充电器发射机和接收机的简要流程图。

图 10 软件流程图。
图 10 软件流程图。

通过这种无线充电器系统,系统可获得效率约为 69% 的 5W 充电电源。

结论

无线充电器是传统技术在便携设备市场的新型应用。WPC Qi 标准有利于无线充电器的普及。 借助该标准,我们可轻松设计出无线充电器系统。本文简要介绍了几款用于该系统的分立式装置。此外,Qi 标准的所有功能均可实现。该系统是一种可广泛使用的低成本无线充电器解决方案。

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无线充电器? WPC? Qi? Qi?

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