【开源】无线充电 发射端 制作与调试

aytc100

写在前面的话：这是由我设计的640kHz无线充电发射系统，仅仅是实现通过640单频点传输约40W功率的实现方案之一，与已经公布的官方方案的具体实现有较大不同，但在接收端看来能做到尽量相近。

目前无线充电最常见的商用标准是QI标准，所以我以QI标准入手，进行无线充电系统的制作与调试
QI标准见这个帖子http://www.znczz.com/forum.php?mod=viewthread&tid=279510

先发一套5W的QI标准发射端




可以看到，QI的无线充电，使用的是H桥（或者半桥）驱动，电感与电容串联谐振。非常巧妙的是，串联谐振的频率是100kHz，而工作频率是110~205kHz。这样就可以通过调节频率，来高效地调节输出信号强度。




最终成品，接收功率17.63W，传输效率66.2%

aytc100

电路结构简介

显然，由于这套电路是单片机直接驱动MOS管的结构，发射端不可能提供大于5W很多的功率。想要提高功率，就需要尽量提高电压，或者使谐振频率与驱动频率接近以提高Q值。后者会使得发射电路对外界环境极度敏感，而且很难带得起来负载——只要带载就会使得Q值下降，功率自然大幅降低。因为驱动电路的频率已经确定是640kHz了，所以这里建议参照QI标准的比例，将发射端的谐振频率调整到500kHz，其中由于电感线圈和电容的误差，允许整体频率有±5%的变动，也就是475~525kHz。
这里发射线圈如果电感量是10μH的话，谐振电容选用10nF就能满足要求。10nF是非常常见的电容容值。所以只要找到耐压、频率和承受电流合适的电容即可。这里电容所要承受的电压峰峰值为200V，所以选用能承受250V交流，或者400V、630V甚至1000V耐压的电容均可。这里可以试试X2的安规电容，或者耐压够高的NPO材质陶瓷电容。经过实验，并联4颗2.2nF±5% 630V的NPO电容发热量最低，所以选用这种电容。最终谐振频率520kHz。


要提高发射电压，就需要给H桥加预驱动芯片。相信对于大家来说，搞定H桥并不是一件难事。这里选用的是EG2104作为H桥预驱动芯片。与IR2104相比，EG2104有更小的死区和更大的电流，能大幅降低H桥的开关损耗。与电机相比，这里的电流并不大，有效值只有大概6V左右。所以选用一些SOP8封装的NMOS作为H桥即可（便宜啊）。不过这里如果使用IRLR7843这样的大电流MOS，依然能够正常工作。
这里依然是改造QI标准的无线充电器，这次改造的对象是4N驱动的10W无线充。不焊接buck调压电路，并给VCC_TX电源网络供电24V，就可以用于我们的无线充电发射端了。LDO部分的输入可以通过一颗250Ω的电阻接到24V网络，电阻分担大部分功率来提供单片机工作所需的5V电源。方便起见也可以直接单独接5V供电。






成也死区，败也死区

EG2104有最大400ns的死区时间，这样有大概50%的时间，MOS管是不输出功率的。在死区时间内，LC谐振回路通过MOS管的寄生二极管耗散功率。在这段期间，电路只放能不充能。减少死区时间可以提高效率并提高输出功率，但是也可能会在谐振偏离的时候产生额外的功耗。在这里可以自行设计电路，减小驱动死区，或者干脆完全程控死区

石头剪刀布

大佬，这个10W的用什么固件啊，和5W的一样吗

石头剪刀布

大佬，你做的这个是不能直接给手机充电的吧？里面有Qi协议吗？

121294461

傻傻的问一句qi标准是啥？

如约

接收端缠的健达，发射短还没什么进展

如约

超哥，10w的程序怎么搞?

luckner

么名字 发表于 2018-6-13 20:10
大佬 你这是在哪看的  能否介绍一下

恩智浦官网

么名字

luckner 发表于 2018-3-21 09:59
车载15W了解一下

大佬 你这是在哪看的  能否介绍一下

吃肉肉长肉肉

xu6456338 发表于 2018-3-17 07:49
辛苦辛苦，赶快来学习@女汉子队

好的

Early

辛苦了