面向無線快速充電應(yīng)用的調(diào)壓方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間：2021-03-01 14:48:19 點(diǎn)擊次數(shù)：280
摘錄：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活節(jié)拍正在加速，使用移動(dòng)電話等移動(dòng)設(shè)備的頻率也在增加，使得一般而言的無線充電解決方案無法滿足使用的需要，因此，無線快速充電解決方案高效率，低干擾的迫切需要進(jìn)入人們的生活。DC/DC調(diào)壓是一種能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字可控電壓的調(diào)壓方法，因其效率高，穩(wěn)定性好而被普遍使用。nz@，分別設(shè)計(jì)了兩種用以無線快速充電的固定頻率調(diào)壓方案，并從理論上推導(dǎo)了電路參數(shù)設(shè)置，最終實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的方案。性能測(cè)試和樣品充電實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了理論推導(dǎo)的無誤和有效性。和方案設(shè)計(jì)，說明它具有最主要的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵字：無線充電，快速充電，固定頻率和電壓調(diào)節(jié)DCDC中圖分類號(hào)：TN710
0前言
隨著手機(jī)和智能手表等移動(dòng)設(shè)備的飛速發(fā)展，無線充電技術(shù)的發(fā)展已從理論研究程度漸漸走向商業(yè)化[1]。近年來，人們對(duì)手機(jī)的依賴程度越發(fā)高，并且移動(dòng)電話不停損耗功率，并且迫切需要快速充電。這催生了無線快速充電技術(shù)的研究和商貿(mào)應(yīng)用。
在傳統(tǒng)的無線傳輸系統(tǒng)中，一般而言通過變頻或固定頻率調(diào)制占空比來調(diào)節(jié)發(fā)射功率。由于其頻率或占空比不停變動(dòng)，這種方法可能會(huì)對(duì)充電設(shè)備引致干擾[2]，從而使充電效率下降。作為手機(jī)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)，蘋果公司使用的無線快速充電解決方案是定頻調(diào)壓解決方案，該解決方案使用固定的工作頻率并根據(jù)動(dòng)態(tài)負(fù)載功率要求以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率輸出[3]。此解決方案可以最大程度地減低手機(jī)無線充電的干擾[4]，但它要求基本微處理器（MicrocontrollerUnit，MCU）具有更高的PWM工作頻率，以實(shí)現(xiàn)多檔負(fù)載電壓的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。，從而增加了應(yīng)用成本和功耗，并且還影響了產(chǎn)品的電磁兼容性（ElectroMagneticCompatibility，EMC）[3]。盡管定頻調(diào)壓解決方案對(duì)設(shè)計(jì)的要求更高，但它可以為用戶帶來更好的充電穩(wěn)定性，充電效率和更安全的充電環(huán)境。因此，在蘋果公司的推廣下，它將成為未來的主流無線充電方法。方法[5]。
目前已有一些DC/DC調(diào)壓方法可以為定頻調(diào)壓方案提供參考。文獻(xiàn)[6]提出了一種通過DAC調(diào)節(jié)DC/DC輸出電壓的電路方案，可以實(shí)現(xiàn)DC/DC的數(shù)字可控性。文獻(xiàn)[7]研討了基于DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器的數(shù)控電源的設(shè)計(jì)方案，該方案可以實(shí)現(xiàn)具有恒壓恒流機(jī)能的同一數(shù)控電源系統(tǒng)，具有較高的輸出精度。
基于以上設(shè)計(jì)，本文提出了兩種針對(duì)無線快速充電應(yīng)用的固定頻率穩(wěn)壓解決方案：IDAC藍(lán)圖和PWM藍(lán)圖，它們的主要特征是：（1）不必使用高頻MCU，只需使用MCU生成控制信號(hào)來控制調(diào)壓?jiǎn)卧纯蓪?shí)現(xiàn)可靠精確的調(diào)壓；（2）避免輸出電壓直接受到輸出級(jí)的影響[8]的影響使配置無線快速充電技術(shù)的產(chǎn)品的性能越來越平穩(wěn)。（3）通過以固定頻率調(diào)節(jié)電壓來控制發(fā)射功率，可以有效性避免手機(jī)無線充電的通信干擾，實(shí)驗(yàn)證明這兩種方案可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的電壓調(diào)節(jié)，滿足蘋果手機(jī)的無線快速充電功效。
