- 解析：一種無線充電識別電路的設(shè)計

　　在充電過程中，一般物體的耦合系數(shù)不會隨時間變化，原邊LC電路電壓不會有太大的變化。利用這一特性，在識別階段設(shè)法讓無線充電模塊的耦合狀態(tài)按某個頻率不斷地變化，將無線充電模塊從其他物體中區(qū)別出來。不斷變化的耦合狀態(tài)，可以通過按一定的頻率有節(jié)奏地改變副邊電路的補(bǔ)償電容值獲得。當(dāng)副邊電路補(bǔ)償電容值變大1倍后，原邊的電感電壓會有明顯的改變。

　　3　識別電路的設(shè)計

　　原邊電路如圖1所示，其中，控制、驅(qū)動電路用U1代替；副邊電路如圖2所示，其中，降壓、穩(wěn)壓電路用U2代替。副邊電路采用并聯(lián)補(bǔ)償方式，感應(yīng)電壓經(jīng)副邊電路的整流濾波、穩(wěn)壓降壓后輸出。在副邊LC并聯(lián)諧振電路中，增加一個由電容和2個開關(guān)管組成的電路，單片機(jī)通過控制開關(guān)管達(dá)到改變原副線圈耦合程度的目的。原邊電路采用半橋諧振電路和串聯(lián)補(bǔ)償方式。電壓采樣電路如圖3所示。通過并聯(lián)感應(yīng)線圈的電阻，取其分量經(jīng)過半波整流濾波后，輸出直流回饋電壓VC。取樣初級側(cè)感應(yīng)線圈的電壓大小變化作為保護(hù)控制電路的回饋信號，其中，

　　圖1　原邊電路

　　圖2　副邊電路

　　圖3　電壓采樣電路

　　用LM319判定原邊LC諧振電路電壓是否為高電壓。原邊LC諧振電路電壓經(jīng)過電壓采樣電路的采樣后，再經(jīng)過半波整流濾波，得到一個較為平穩(wěn)的采樣電壓。采樣電壓送入LM319的同相端，基準(zhǔn)電壓輸入到LM319的反相端。若原邊LC串聯(lián)諧振電路的電壓較低，則采樣電壓也較低，LM319輸出一個低電平電壓；反之，LM319輸出一個高電平電壓。

　　原邊單片機(jī)接收來自LM319的電壓判別信號。原邊單片機(jī)的工作時間分為識別階段和充電階段。在識別階段，若單片機(jī)收到預(yù)設(shè)信號，則發(fā)出使能信號，原邊電路進(jìn)入充電階段；反之，單片機(jī)關(guān)斷使能信號，原邊電路進(jìn)入低功耗的待機(jī)狀態(tài)。

　　3.1　副邊單片機(jī)設(shè)計

　　副邊單片機(jī)的程序流程如圖4所示。為了與原邊同步，副邊單片機(jī)并非一啟動就輸出8個高低電平，而是在原邊電路向副邊電路發(fā)送能量之后才發(fā)送。原邊電路向副邊電路發(fā)射能量，電容C6會積累電荷，電壓升高并維持一定的時間。單片機(jī)就可以通過檢測第6引腳的電壓是否為高電平來確定原邊電路是否向副邊電路發(fā)送能量。開始后，單片機(jī)不斷地檢測第6引腳電壓是否為高電平，若是高電平，則單片機(jī)執(zhí)行下一步動作；若不是高電平，則單片機(jī)繼續(xù)檢測第6引腳的電壓是否為高電平。

　　圖4　副邊單片機(jī)程序流程

　　在檢測到第6引腳的高電平后，單片機(jī)向開關(guān)管發(fā)送8個高低電平的驅(qū)動電壓，以使副邊感應(yīng)電路有節(jié)奏地改變耦合系數(shù)。

　　在發(fā)送完8個高低驅(qū)動電平后，單片機(jī)就一直檢測第6引腳是否為低電平。若是高電平，則說明原邊一直都在向副邊發(fā)送能量，此時原副邊線圈處于較大的耦合系數(shù)狀態(tài)下，副邊電路可以高效地接收原邊電路向副邊電路發(fā)送的能量；若是低電平，則說明本次循環(huán)結(jié)束，或者受到某種影響而中斷了原邊能量的發(fā)送，單片機(jī)進(jìn)入下一個循環(huán)。

　　3.2　原邊單片機(jī)設(shè)計

　　原邊單片機(jī)的工作時間分為2個階段：識別階段和充電階段。在識別階段，若單片機(jī)收到預(yù)設(shè)的信號，則單片機(jī)發(fā)出使能信號，電路進(jìn)入充電階段；若在規(guī)定的周期內(nèi)，單片機(jī)沒有收到預(yù)設(shè)的信號，則單片機(jī)關(guān)斷使能信號，電路進(jìn)入低功耗的待機(jī)狀態(tài)，直到下一個循環(huán)。

　　假設(shè)副邊電路發(fā)送的是10101010八位高低驅(qū)動電平，則其反射到原邊電路，經(jīng)過電壓采樣電路的采樣，原邊單片機(jī)最終檢測到的電壓應(yīng)該是10101010八位高低判別電平。在原邊單片機(jī)啟動后，原邊單片機(jī)進(jìn)入識別階段，原邊單片機(jī)先發(fā)出16個周期的使能信號，讓控制電路能正常工作；單片機(jī)不停地檢測電壓采樣電路的電壓，只要檢測到的采樣電壓與預(yù)設(shè)值相符，單片機(jī)立即進(jìn)入充電階段；若單片機(jī)檢測到的電壓與預(yù)設(shè)值不相符，并且達(dá)到了16個檢測周期，則判定原邊電路沒有檢測到相符的接收模塊，單片機(jī)關(guān)斷使能信號，無線充電器進(jìn)入低功耗待機(jī)階段；待機(jī)結(jié)束后，單片機(jī)進(jìn)入下一個循環(huán)。在充電階段，若電壓采樣電路出現(xiàn)連續(xù)的8個高電平，則認(rèn)為副邊電路已遠(yuǎn)離原邊電路，或是副邊電路出現(xiàn)了開路、短路的現(xiàn)象，應(yīng)該關(guān)斷使能信號，讓原邊電路進(jìn)入低功耗的待機(jī)階段。

更多無線充電技術(shù)解析/應(yīng)用案例/市場分析,竟在[無線充電技術(shù)應(yīng)用沙龍]，報名戳這！