一种定频调压式无线充电器的制作方法

本实用新型涉及一种多协议兼容带自动稳压的定频调压式无线充电器。

背景技术：

目前，无线充电技术很早就产生了，普及率一直不高。原因如下：

1. 效率不高，60-80%。

2. 标准不完善。目前Qi只有5W和15W标准。

3. 关于Qi的15W标准，由于IC的设计及制造技术限制，即使在80%的效率情况下，也会有3W的损耗，而3W的功率损耗以热的方式释放出来，在手机，平板等产品里，还是不可以接受的。而电子产品对于中功率快速充电的需求日益迫切。于是，一些IC制造企业，在效率、产品需求、功耗这3个方面，寻求了一个暂时的相对平衡点，设计出了10W的接收芯片，或设计出15W的芯片仅当成10W来用，并在标准的15W或5W的基础上，嵌入了企业自家的协议，导致了各厂家生产的产品出现了不兼容的情况。

4. 在Qi标准里，是有定频调压方式工作的。即固定工作频率，针对动态的负载功率需求，通过调压单元，实现动态的功率输出。但是，市面上现有的调压单元，是先固定调压单元本身的工作频率，然后调整输入占空比的方式，来实现输出电压的调整。这种方式的固有缺点是：

1）当输入电压的变化，会直接影响到输出级。造成无线接收端的电压突变。使产品充电不稳。

2）要达到负载的多档位精准调整，需要主控MCU要有极高的PWM工作频率（100MHz以上)，才能在固定频率条件下，实现多档位调整。但高主频的MCU，成本及功耗也会增加，给产品的EMC也带来影响。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于提供一种定频调压式无线充电器。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种定频调压式无线充电器，包括：调压单元，与12V DC输入单元相连接，全桥驱动器，与调压单元和数据解调单元和功率发射线圈相连接；MCU处理器，与积分电路、全桥驱动器和数据解调单元相连接，此外，在所述12V DC输入单元和MCU处理器之间还设置有一5V LDO 稳压电路；其中，所述调压单元在积分电路和全桥驱动器之间通过反馈引脚自动稳压；所述MCU处理器，通过读取数据解调单元传来的负载端的动态功率需求，输出几十KHz PWM至积分电路，并加至到所述调压单元的反馈引脚，由此实现多档位的精准调节。

优选的是，所述MCU处理器，通过变频的方式，与接收端实现通信，从而实现各厂家的产品的兼容。

优选的是，所述12V DC输入单元，其输电一路给调压单元，供全桥驱动电路使用；另一路送至5V LDO稳压，供MCU处理器以及相关外围电路使用。

优选的是，所述MCU处理器，有两组PWM输出，一组供全桥驱动器使用，配合外围LC电路，实现功率的发射；另一组供调压单元，实现1至12V精准调压。

优选的是，所述积分电路，获取MCU处理器输入的频率固定、占空比可变的信号，经过两级积分，实现0-5V的线性电压输出。

优选的是，所述调压单元是一个降压DC/DC，输入12V，输出由积分电路加至反馈端来实现1-11.7V电压输出，当输入电压或负载变化时，由反馈引脚实现自动稳压。

优选的是，所述全桥驱动器和功率发射线圈，构成无线功率的发射装置。

优选的是，所述数据解调单元，实现无线接收器与发射器之间的通信功能，实时接收由无线接收端回传的讯息，从而报告给MCU处理器，进行相应的控制。

本实用新型采取上述方案以后，可以实现多档位的精准调节，具有很好的技术效果。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。

图1是本实用新型定频调压式无线充电器的电路框图；

图2是本实用新型定频调压式无线充电器的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细地说明。

如图1和2所示，一种定频调压式无线充电器，包括：调压单元，与12V DC输入单元相连接，全桥驱动器，与调压单元和数据解调单元和功率发射线圈相连接；MCU处理器，与积分电路、全桥驱动器和数据解调单元相连接，此外，在所述12V DC输入单元和MCU处理器之间还设置有一5V LDO 稳压电路；其中，所述调压单元在积分电路和全桥驱动器之间通过反馈引脚自动稳压；所述MCU处理器，通过读取数据解调单元传来的负载端的动态功率需求，输出几十KHz PWM至积分电路，并加至到所述调压单元的反馈引脚，由此实现多档位的精准调节。

优选的是，所述MCU处理器，通过变频的方式，与接收端实现通信，从而实现各厂家的产品的兼容。

优选的是，所述12V DC输入单元，其输电一路给调压单元，供全桥驱动电路使用；另一路送至5V LDO稳压，供MCU处理器以及相关外围电路使用。

优选的是，所述MCU处理器，有两组PWM输出，一组供全桥驱动器使用，配合外围LC电路，实现功率的发射；另一组供调压单元，实现1至12V精准调压。

优选的是，所述积分电路，获取MCU处理器输入的频率固定、占空比可变的信号，经过两级积分，实现0-5V的线性电压输出。

优选的是，所述调压单元是一个降压DC/DC，输入12V，输出由积分电路加至反馈端来实现1-11.7V电压输出，当输入电压或负载变化时，由反馈引脚实现自动稳压。

优选的是，所述全桥驱动器和功率发射线圈，构成无线功率的发射装置。

优选的是，所述数据解调单元，实现无线接收器与发射器之间的通信功能，实时接收由无线接收端回传的讯息，从而报告给MCU处理器，进行相应的控制。

本实用新型采取上述方案以后，可以实现多档位的精准调节，具有很好的技术效果。

1. 调压单元采用同步整流降压效率达到96%以上的DC/DC，针对输入电压的变化，由反馈引脚自动稳压。

2. 针对负载端的动态功率需求，由MCU输出PWM（几十KHz），通过两级积分电路，加至DC/DC的反馈引脚，即可实现多档位的精准调节。

3. 针对不同生产厂家不同协议的情况，通过嗅探器和逻辑分析仪等工具，获取相应通信协议，纳入本产品的MCU中，通过变频的方式，与接收端实现通信，从而实现各厂家的产品的兼容。

专利改进点：

1. 调压单元采用同步整流降压效率达到96%以上的DC/DC，针对输入电压的变化，由反馈引脚自动稳压。

2. 针对负载端的动态功率需求，由MCU输出PWM（几十KHz），通过两级积分电路，加至DC/DC的反馈引脚，即可实现多档位的精准调节。

3. 针对不同生产厂家不同协议的情况，通过嗅探器和逻辑分析仪等工具，获取相应通信协议，纳入本产品的MCU中，通过变频的方式，与接收端实现通信，从而实现各厂家的产品的兼容。

功能模块说明：

1. 12V DC输入，它是整机供电输入，一路给调压单元，供后级全桥驱动电路使用。另一路送至5V LDO稳压，供MCU以及相关外围电路使用。

2. MCU，是整机控制单元，它有两组PWM输出，一组供全桥驱动器使用，配合外围LC电路，实现功率的发射。另一组供调压单元，实现1至12V精准调压。

3. 积分电路，MCU输出的是一个频率固定，占空比可变的信号，经过两级积分，实现0-5V的线性电压输出。

4. 调压单元，该单元是一个降压DCDC，输入12V，输出由积分电路加至反馈端来实现1-11.7V电压输出，当输入电压或负载变化时，由反馈引脚实现自动稳压。

5. 全桥驱动器+功率发射线圈，构成无线功率的发射。

6. 数据解调，它实现无线接收器与发射器之间的通信功能，实时接收由无线接收端回传的讯息，从而报告给MCU，进行相应的控制。

电路原理：

1. U2的2脚为电源输入脚，外围的C13 C14 C15为输入滤波；第6脚为芯片使能脚，通过R10连接至输入电压，使芯片使能；第7脚和第1脚以及外围C16 R11 R12 C17,构成芯片工作模式选择电路；第5脚与外围R13 C18构成自举电路；第3脚为SW输出脚，经L3 C21 C22 C23滤波，输出负载所需电压；C19 R14预留，为改善EMC用；第8脚为反馈引脚，与R16 R17 R18 R19 C20 R15完成电压取样，实现自动稳压；PWM_RAIL为固定频率、占空比可调的PWM信号，由R22 C25 R21 C24 D5 R20积分隔离，输出0-4.5V的可调电压，与第8脚的外围取样电路，通过改变第8脚电压，实现输出电压的调整。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。