面向无线快速充电应用的调压方案设计与实现
发布时间：2021-03-01 14:48:19 点击次数：302
摘录：随着科学技术的发展，人们的生活节拍正在加速，使用移动电话等移动设备的频率也在增加，使得一般而言的无线充电解决方案无法满足使用的需要，因此，无线快速充电解决方案高效率，低干扰的迫切需要进入人们的生活。DC/DC调压是一种能够实现数字可控电压的调压方法，因其效率高，稳定性好而被普遍使用。nz@，分别设计了两种用以无线快速充电的固定频率调压方案，并从理论上推导了电路参数设置，最终实现了所设计的方案。性能测试和样品充电实验检验了理论推导的无误和有效性。和方案设计，说明它具有最主要的应用价值。
关键字：无线充电，快速充电，固定频率和电压调节DCDC中图分类号：TN710
0前言
随着手机和智能手表等移动设备的飞速发展，无线充电技术的发展已从理论研究程度渐渐走向商业化[1]。近年来，人们对手机的依赖程度越发高，并且移动电话不停损耗功率，并且迫切需要快速充电。这催生了无线快速充电技术的研究和商贸应用。
在传统的无线传输系统中，一般而言通过变频或固定频率调制占空比来调节发射功率。由于其频率或占空比不停变动，这种方法可能会对充电设备引致干扰[2]，从而使充电效率下降。作为手机行业的领导，苹果公司使用的无线快速充电解决方案是定频调压解决方案，该解决方案使用固定的工作频率并根据动态负载功率要求以实现动态功率输出[3]。此解决方案可以最大程度地减低手机无线充电的干扰[4]，但它要求基本微处理器（MicrocontrollerUnit，MCU）具有更高的PWM工作频率，以实现多档负载电压的准确调节。，从而增加了应用成本和功耗，并且还影响了产品的电磁兼容性（ElectroMagneticCompatibility，EMC）[3]。尽管定频调压解决方案对设计的要求更高，但它可以为用户带来更好的充电稳定性，充电效率和更安全的充电环境。因此，在苹果公司的推广下，它将成为未来的主流无线充电方法。方法[5]。
目前已有一些DC/DC调压方法可以为定频调压方案提供参考。文献[6]提出了一种通过DAC调节DC/DC输出电压的电路方案，可以实现DC/DC的数字可控性。文献[7]研讨了基于DC/DC开关稳压器的数控电源的设计方案，该方案可以实现具有恒压恒流机能的同一数控电源系统，具有较高的输出精度。
基于以上设计，本文提出了两种针对无线快速充电应用的固定频率稳压解决方案：IDAC蓝图和PWM蓝图，它们的主要特征是：（1）不必使用高频MCU，只需使用MCU生成控制信号来控制调压单元即可实现可靠精确的调压；（2）避免输出电压直接受到输出级的影响[8]的影响使配置无线快速充电技术的产品的性能越来越平稳。（3）通过以固定频率调节电压来控制发射功率，可以有效性避免手机无线充电的通信干扰，实验证明这两种方案可以实现宽范围的电压调节，满足苹果手机的无线快速充电功效。
