文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200734
中文引用格式: 傅桂娥,,徐圣楠,繆瑜,,等. 面向無線快速充電應用的調(diào)壓方案設計與實現(xiàn)[J].電子技術應用,,2021,47(1):91-95.
英文引用格式: Fu Guie,,Xu Shengnan,,Miao Yu,et al. Design and implementation of voltage regulation scheme for wireless fast charging applications[J]. Application of Electronic Technique,,2021,47(1):91-95.
0 引言
隨著手機,、智能手表等移動設備的快速發(fā)展,無線充電技術的發(fā)展已經(jīng)從理論研究層面逐步走向商業(yè)化[1],。近年來,,人們對于手機的依賴性越來越強,手機不斷耗電的同時急需快速充電,,因此催生了無線快速充電技術的研究和商業(yè)化應用,。
在傳統(tǒng)的無線傳輸系統(tǒng)中,發(fā)射功率通常通過變頻或者定頻調(diào)占空比的方式進行調(diào)節(jié),。這種方式由于其不斷變化的頻率或占空比,,可能會對充電設備造成干擾[2],使得充電設備的充電效率差且充電過程不穩(wěn)定,。作為手機行業(yè)的佼佼者,,蘋果公司采用的無線快速充電方案即為定頻調(diào)壓方案,即固定工作頻率,,根據(jù)動態(tài)的負載功率需求控制調(diào)壓單元,,最終實現(xiàn)動態(tài)的功率輸出[3]。這種方案能讓無線充電對手機的干擾降到最小[4],,但要求實現(xiàn)多擋位的負載電壓精準調(diào)整需要核心處理器(Microcontroller Unit,,MCU)具備較高的PWM工作頻率,從而增加應用成本及功耗,,亦會影響產(chǎn)品的電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,,EMC)[3]。定頻調(diào)壓方案雖然具有較高的設計要求,,但能夠給用戶帶來更好的充電穩(wěn)定性,、充電效率以及更安全的充電環(huán)境,因此在蘋果公司的推動下勢必會成為未來主流的無線充電方式[5],。
目前,,已經(jīng)有一些DC/DC調(diào)壓方法可以為定頻調(diào)壓方案提供借鑒,。文獻[6]提出了一種通過DAC調(diào)節(jié)DC/DC輸出電壓的電路方案,能夠?qū)崿F(xiàn)DC/DC輸出電壓的數(shù)字可控,。文獻[7]探討了基于DC/DC開關穩(wěn)壓器的數(shù)控電源設計方案,,能夠?qū)崿F(xiàn)同一數(shù)控電源系統(tǒng)兼并恒壓恒流功能,且具有較高的輸出精度,。
基于以上設計,,本文提出面向無線快速充電應用的兩種定頻調(diào)壓方案:IDAC方案和PWM方案。它們的顯著特點是:(1)無需采用高主頻的MCU,,只需通過MCU產(chǎn)生控制信號控制調(diào)壓單元從而實現(xiàn)精準可靠的電壓調(diào)節(jié),;(2)避免輸出級直接受到輸入電壓的影響[8],使得搭載無線快速充電技術的產(chǎn)品性能更加穩(wěn)定,;(3)通過固定頻率調(diào)節(jié)電壓控制發(fā)射功率,,可以有效避免無線充電對手機的通信干擾。實驗驗證了這兩種方案能夠?qū)崿F(xiàn)寬范圍的電壓調(diào)節(jié),,滿足蘋果手機的無線快速充電效果,。
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作者信息:
傅桂娥1,2,,徐圣楠1,,繆 瑜2,張一晉1
(1.南京理工大學 電子工程與光電技術學院,,江蘇 南京210094,;2.南京睿赫電子有限公司,江蘇 南京210094)