如何進(jìn)行無(wú)線充電器的電路設(shè)計(jì)?
無(wú)線充電器基本功能是通過(guò)線圈將H電能H以H無(wú)線H方式傳輸給電池。只需把電池和接收設(shè)備放在充電平臺(tái)上即可對(duì)其進(jìn)行充電。實(shí)驗(yàn)證明.雖然該系統(tǒng)還不能充電于無(wú)形之中.但已能做到將多個(gè)校電器放置于同一充電平臺(tái)上同時(shí)充電。免去接線的煩惱。無(wú)線充電系統(tǒng)主要采用電磁感應(yīng)原理,通過(guò)線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。如圖1所示,系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流市電經(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。經(jīng)過(guò)H電源管理H模塊后輸出的直流電通過(guò)2M有源晶振逆變轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。通過(guò)2個(gè)H電感H線圈耦合能量,次級(jí)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。
無(wú)線充電器是指不用傳統(tǒng)的充電電源線連接到需要充電的終端設(shè)備上的充電器,采用了最新的無(wú)線充電技術(shù),通過(guò)使用線圈之間產(chǎn)生的磁場(chǎng),神奇的傳輸電能,電感耦合技術(shù)將會(huì)成為連接充電基站和設(shè)備的橋梁。當(dāng)前的大部分充電器,例如iPad 和iPhone ,都通過(guò)金屬電線直接接觸的方式,給設(shè)備內(nèi)置電池充電。無(wú)線充電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于便捷性和通用性。缺點(diǎn)就是效率低和只能提供電能。而Apple 的Dock 連接器不僅僅提供電能,同時(shí)還能把音頻和視頻文件通過(guò)USB 接口同步到設(shè)備上。不過(guò),無(wú)線充電技術(shù)還是會(huì)給 WiFi 和電池技術(shù)帶來(lái)進(jìn)步的。對(duì)于不需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備來(lái)說(shuō),這一新技術(shù)將會(huì)大大減少用戶所需各種充電器的數(shù)量。另外,通過(guò)采用無(wú)線充電技術(shù),公共移動(dòng)設(shè)備充電站將會(huì)有可能成為現(xiàn)實(shí)。
1、無(wú)線充電有哪幾個(gè)組成部分?
左側(cè)為TX,也就是發(fā)射端,對(duì)應(yīng)產(chǎn)品就是無(wú)線充電發(fā)射器。右側(cè)為Rx,也就是接收端,對(duì)應(yīng)產(chǎn)品就是帶無(wú)線充電功能的手機(jī)等。TX端:MCU,功率全橋,以及由電感和電容組成的LC諧振Tank,其中電感就是發(fā)射端線圈。RX端:MCU,整流橋,LDO,Charger芯片,電池,以及LC諧振Tank,其中電感就是接收端線圈。
2、無(wú)線充電的功率傳輸途徑怎樣的
無(wú)線充電發(fā)射端輸入直流電壓(DC Voltage)。直流電壓通過(guò)功率全橋,在SW1和SW2點(diǎn)產(chǎn)生交流電壓(AC Voltage),其實(shí)就是一個(gè)方波。方波加載在LC Tank兩端產(chǎn)生一個(gè)交流電流(AC Current)。交流電流通過(guò)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。接收端線圈感應(yīng)到這個(gè)磁場(chǎng),在接收端LC Tank產(chǎn)生交流電流(AC Current)。交流電流通過(guò)整流橋轉(zhuǎn)化為直流電壓(DC Voltage) 。直流電壓再通過(guò)一個(gè)LDO和一個(gè)Charger給電池充電。
3、無(wú)線充電的控制回路是怎樣的?
為了保證整個(gè)無(wú)線充電系統(tǒng)穩(wěn)定,VRECT需要設(shè)定一個(gè)目標(biāo)電壓(Target Voltage),并通過(guò)一個(gè)反饋環(huán)路來(lái)控制;為了轉(zhuǎn)化效率高,它的值通常設(shè)置成只比LDO高一點(diǎn)。反饋環(huán)路會(huì)先采集VRECT電壓,并與目標(biāo)電壓相減,產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)(Control Error)。誤差信號(hào)會(huì)通過(guò)WPC規(guī)定的通信方式傳到發(fā)射端的MCU,MCU會(huì)判斷接收端是希望發(fā)射端增加能量還是減少能量。MCU通過(guò)控制三個(gè)信號(hào)來(lái)控制發(fā)射的能量:輸入電壓功率全橋的開(kāi)關(guān)頻率功率全橋的輸入占空比備注:為什么可以通過(guò)控制這三個(gè)信號(hào)來(lái)控制發(fā)射能量?后面的伏達(dá)學(xué)堂會(huì)對(duì)它做闡述。
4、無(wú)線充電的通信機(jī)制是什么
傳達(dá)信息的本質(zhì)在于要讓信號(hào)發(fā)生變化。就比如我跟你招手,你看到我的手在變化,就知道我在叫你。接收端在傳達(dá)信息時(shí),會(huì)在接收端LC Tank兩側(cè)接入或者接出一組電容。電容的接入或者接出會(huì)引起發(fā)射端LC Tank的等效阻抗發(fā)生變化。等效阻抗發(fā)生變化就會(huì)引起發(fā)射端LC Tank里面的電流發(fā)生變化,以及電容和電感連接處的電壓(Coil Voltage)發(fā)生變化。這個(gè)變化的信號(hào)就會(huì)被采集和解調(diào),并傳到MCU當(dāng)中整個(gè)變化的規(guī)律就寫(xiě)在WPC協(xié)議當(dāng)中,MCU利用WPC協(xié)議來(lái)知道接收端到底告訴了發(fā)射端什么信息。
無(wú)線充電系統(tǒng)主要采用電磁感應(yīng)原理,通過(guò)線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流市電經(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。經(jīng)過(guò)H電源管理H模塊后輸出的直流電通過(guò)2M有源晶振逆變轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。通過(guò)2個(gè)H電感H線圈耦合能量,次級(jí)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。





