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無線充電原理圖(遠距離20米大功率無線充電)
發布時間:2023-04-19 閱讀量:1600 來源:我愛方案網 作者:Doris

閱讀前有兩個提示:

這不是一篇科普的文章,需要電子方面的一些基礎知識。

如果你是這方面的銷售,可以不用追求了解每個名詞含義,理解大致邏輯即可。

該文章的篇幅不長,它只看圖說話,回答四個基本問題:

1.無線充電有哪幾個組成部分

2.無線充電的功率傳輸途徑是怎樣的?

3.無線充電的控制回路是怎樣的?

4.無線充電的通信機制是什么?


一、無線充電有哪幾個組成部分?

左側為TX,也就是發射端,對應產品就是無線充電發射器。

右側為Rx,也就是接收端,對應產品就是帶無線充電功能的手機等。

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。


二、無線充電的功率傳輸途徑是怎樣的?

無線充電發射端輸入直流電壓(DC Voltage)。

直流電壓通過功率全橋,在SW1和SW2點產生交流電壓(AC Voltage),其實就是一個方波。

方波加載在LC Tank兩端產生一個交流電流(AC Current)。

交流電流通過線圈產生磁場。

接收端線圈感應到這個磁場,在接收端LC Tank產生交流電流(AC Current)。

交流電流通過整流橋轉化為直流電壓(DC Voltage) 。

直流電壓再通過一個LDO和一個Charger給電池充電。


三、無線充電的控制回路是怎樣的?

為了保證整個無線充電系統穩定,VRECT需要設定一個目標電壓(Target Voltage),并通過一個反饋環路來控制;為了轉化效率高,它的值通常設置成只比LDO高一點。

反饋環路會先采集VRECT電壓,并與目標電壓相減,產生一個誤差信號(Control Error)。

誤差信號會通過WPC規定的通信方式傳到發射端的MCU,MCU會判斷接收端是希望發射端增加能量還是減少能量。

MCU通過控制三個信號來控制發射的能量:

輸入電壓

功率全橋的開關頻率

功率全橋的輸入占空比

備注:為什么可以通過控制這三個信號來控制發射能量?后面的伏達學堂會對它做闡述。


四、無線充電的通信機制是什么?

傳達信息的本質在于要讓信號發生變化。就比如我跟你招手,你看到我的手在變化,就知道我在叫你。

接收端在傳達信息時,會在接收端LC Tank兩側接入或者接出一組電容。

電容的接入或者接出會引起發射端LC Tank的等效阻抗發生變化。

等效阻抗發生變化就會引起發射端LC Tank里面的電流發生變化,以及電容和電感連接處的電壓(Coil Voltage)發生變化。

這個變化的信號就會被采集和解調,并傳到MCU當中。

整個變化的規律就寫在WPC協議當中,MCU利用WPC協議來知道接收端到底告訴了發射端什么信息。


無線充電距離手機和充電器不能離開 超過10cm,越近效果越好。無線充電技術,一直只和智能手機、小尺寸平板等“小”移動設備有關。不過,無線充電三大陣營之一的A4WP(“無線充電聯盟”)日前宣布,其技術標準已經升級,所支持的充電功率增加到50瓦,意味著筆記本電腦、平板等大功率設備,也可以實現無線充電。


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