低功率无线充电系统的驱动芯片的设计研究
基于单片机无线充电器设计
基于单片机无线充电器设计摘要21世纪新科技信息化，科技技术猛速发展，无线充电技术应用发展疾速，许多新兴的无线充电产品逐渐浮现出人们眼球。
可是,我们要怎样驱动这些产品呢,我们试用过很多方法做过很多研究,发现它们都有一个共同点,是什么呢,就是这些产品需要用电来驱使,但是用到电的话，我们充电的时候必然使用到带数据线的充电器，如果家里面家用电器很多，随处可见的都是线，数据线的增加，不仅使产品成本提高，尤其是在旅行出游，外出工作时，及其麻烦。
因此，无线充电器技术猛速发展必将会取代传统充电技术，无线技术在未来必将成为推动社会发展的一个重要因素。
所以，本毕业设计设计一个，利用单片机技术制造比较简陋的无线充电器,来实现这次设计无线充电目的。
关键词：单片机；无线充电；电磁感应；电磁耦合；线圈；Abstract21st Century new technology informationization, technology rapid development, wireless charging technology application development rapidly, many emerging wireless charging products gradually emerged people eyeball. However, how we want to drive these products, we tried many ways to do a lot of research, found that they have a common denominator, what is, is that these products need to be powered by electricity, but the use of electricity, we must be charging the use of the cable with data line charger, if home appliances are many, everywhere is line, the increase of data lines, not only to improve the cost of products, especially in travel, out of work, and trouble. Therefore, the rapid development of wireless charger technology will replace the traditional charging technology, wireless technology in the future will become an important factor in promoting social development. Therefore, the graduation design and design one, using single-chip microcomputer technology to make a relatively humble wireless charger, to achieve this design of wireless charging purposes.Key words：Singlechip；wireless charging；electromagnetic induction；electromagnetic coupling ；coil；目录1.绪论 41.1国外的发展概况 41.2国内的发展概况 52.无线充电系统的硬件设计 62.1设计要求 62.2电磁感应概述 62.2.1 电磁感应原理 62.3 影响无线充电性能的各种因素62.3.1线圈选择 62.3.2系统电路的损耗72.3.3 线圈位置的摆放72.4发射部分电路设计72.5接收部分电路设计82.6主要芯片资料102.6.1.XKT-408芯片：102.6.2 NE555资料112.6.3PWM硬件电路设计：122.6.4时钟电路：A T89C52外部的时钟电路。
无线充电方案设计
无线充电方案设计随着科技的不断进步，无线充电技术在近年来得到了广泛的关注和应用。
无线充电方案的设计是实现这一技术的关键。
本文将介绍一种高效、可行的无线充电方案设计，使用户能够更加便捷地进行充电操作。
一、方案概述本方案采用基于电磁感应原理的无线充电技术，通过发射端和接收端之间的电磁耦合实现能量传输，实现电子设备的无线充电功能。
该方案具有以下特点：1. 高效性：采用高频率的电磁场传输能量，减小了能量损耗，提高了充电效率。
2. 稳定性：通过电磁耦合实现能量的传输，能够有效地抵抗外部环境的干扰，保证传输的稳定性。
3. 安全性：采用电磁感应原理，能够避免使用传统有线充电中可能出现的电击风险。
二、发射端设计发射端主要由发射线圈、功率放大器、控制电路等组成。
以下是其中各部分的具体设计要点：1. 发射线圈设计发射线圈是传输能量的核心组件，其设计应考虑以下几个方面：- 线圈材料选择：采用高导磁率的材料，如铁氧体，以提高线圈的感应能力。
- 线圈结构设计：采用多层绕组结构，提高线圈电感，并通过合适的屏蔽措施减小电磁泄漏。
- 发射线圈大小：要根据充电设备的尺寸和功率需求来确定发射线圈的大小，以最大限度地提高能量传输效率。
2. 功率放大器设计功率放大器用于提供足够的能量驱动发射线圈工作。
在设计该部分时，应注意以下几点：- 高效性：选择高效率的功率放大器芯片，以减小能量转化的损耗。
- 功率输出稳定性：采用负反馈控制技术，使功率输出稳定在预设范围内。
- 温度控制：设计合适的散热系统，确保功率放大器在长时间工作时温度不会过高。
3. 控制电路设计控制电路用于管理整个充电系统的工作状态，包括发射端与接收端的通信控制、功率调节等功能。
以下是控制电路的设计要点：- 通信协议选择：选择合适的通信协议，实现发射端与接收端之间的信息传输，确保充电系统的正常工作。
- 功率调节：根据接收端信号反馈，调节发射端的输出功率，以满足不同设备的充电需求。
小功率无线充电方案
小功率无线充电方案1. 引言随着移动设备的普及和便携性的要求，无线充电技术成为了一个备受关注的热点。
小功率无线充电方案逐渐受到人们的关注，因为它能够为一些低功耗设备提供便捷的充电方式。
本文将介绍一种基于电磁感应原理的小功率无线充电方案，并探讨其原理、应用场景以及未来的发展方向。
2. 方案原理小功率无线充电方案是基于电磁感应原理实现的。
方案中主要包含两个部分：无线充电发射端和无线充电接收端。
无线充电发射端通过一个电源提供电能，经过电源供给和电源调节电路调整电压和电流。
然后，经过功率驱动电路，将电能转化为高频交流电信号。
通过功率管理单元，调整电流和电压使其适应接收端的要求。
在无线充电接收端，利用接收线圈将无线电能信号接收到接收端。
通过整流电路对信号进行整流，将交流信号变为直流信号。
然后，通过电池管理电路将直流信号充电到电池中。
这样就实现了无线充电的过程。
3. 方案优势小功率无线充电方案相对于传统有线充电方式具有许多优势：•便捷性：无需连接电缆，无线充电可以减少设备使用时的限制，提高使用的便捷性。
•安全性：采用无线充电方案可以减少电线接触产生的火灾风险，提高充电的安全性。
•节约资源：无线充电方式可以避免电线的损耗和浪费，从而节约资源。
4. 应用场景小功率无线充电方案在许多领域都可以找到应用场景。
以下是其中一些典型的应用场景：4.1. 智能家居智能家居设备通常是低功耗设备，利用无线充电方案可以方便地为这些设备充电。
例如，智能插座、无线摄像头等设备可以通过无线充电提供持续稳定的电源。
4.2. 智能手环、智能手表智能手环、智能手表等便携式设备通常需要频繁充电。
采用小功率无线充电方案可以为这些设备提供方便、快速的充电方式。
4.3. 物联网设备物联网设备通常需要长时间运行，采用传统有线充电方式不够灵活。
使用小功率无线充电方案可以为物联网设备提供持续稳定的电源，提高设备的稳定性和可靠性。
5. 发展方向小功率无线充电方案目前仍然存在一些挑战和改进的空间。
直流无刷电机PWM驱动芯片设计
为了整体的安全性和功能完善性。加入了超前角的调节，死区时间和一些保护电路。 本文定量分析了各模块的实现原理和电路形式，采用１０Ｖ ０．３５Ｉ．ｔｍＢＣＤ工艺实现电 路，并使用Ｃａｄｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｅ工具完成的电路功能的仿真和验证。
关键词：电机驱动芯片；直流无刷电动机；开关损耗最小ＰＷＭ；正弦波调制
调制波的波形由三要素确定，幅度，相位和频率。本文先理论分析了调制波的函数 表达式，接着研究了三要素量在电路上的信号体现方式，最后结合三要素的信号表达 采用电阻网络拟合出调制波。调制波在与芯片内部生成的三角载波进行比较，比较后 的脉冲波作用到三相全桥逆变器电路，从而实现了对电机转速，转向的控制。
另外，这种调制方法在电机起动，改变转向时不起作用，所以又采用了方波ＰＷＭ 调制作为补偿调制方式，方波ＰＷＭ采用两两通电方式。
方面伺服电动机占优，但在电机效率，速度，稳定性，最高转速方面两者相差不大。
最主要的是无刷电动机价格优势很大，要便宜１／３。 表１－１无刷直流电动机与异步电动机主要特性比较【２】
无刷直流电动机
异步电动机
转速范围Ｊｒ／ｍｉｎｉ 转速比
８０．４０００ １：５０
２００．２４００ １：２０
最大输入电流（惯性负载）
西南交通大学 硕士学位论文 直流无刷电机PWM驱动芯片设计 姓名：曾泫鸿 申请学位级别：硕士 专业：计算机系统结构 指导教师：靳桅
201205
西南交通大学硕士研究生学位论文
第１页
Hale Waihona Puke 摘要随着节能减排的严峻，无刷直流电动机以其高的电机效率，宽调速比，可靠的运 行，得以广泛的应用。现在市面上流行的主要是带霍尔位置传感器的电机。这种传感 器价格低廉但位置定位不是很精准。为了提高这类电机的控制能力，本设计采用了开 关损耗最小ＰＷＭ调制。相对常见的方波ＰＷＭ调制，显著降低了绕组电流的谐波分量， 提高了运行的稳定性。另外相对于一般的正弦波调制（ＳＰＷＭ），开关损耗减少了１／３， 线电压输出能力提高了２／ｘ／３倍。
微型电动汽车动态无线充电技术的研究
第41卷第2期辽宁工业大学学报(自然科学版)V ol.41, No.2 2021年4 月Journal of Liaoning University of Technology(Natural Science Edition)Apr. 2021收稿日期：2020-08-11基金项目：福建省中青年教师教育科研项目(JZ181027)作者简介：邱兴阳(1981-)，男，福建仙游人，讲师，硕士。
DOI:10.15916/j.issn1674-3261.2021.02.007微型电动汽车动态无线充电技术的研究邱兴阳，梁锋林，郑维清，郑德山（湄洲湾职业技术学院自动化工程系，福建莆田351119）摘 要：研究了基于无线充电技术的微型电动汽车动态充电系统。
当微型电动汽车需要充电时经无线充电模块发出充电请求信号，信号经充电控制器采集并通过ZigBee模块传送至后台协同管理中心，由后台协同控制管理软件分析处理实时控制充电控制器的充电状态，完成微型电动汽车的无线充电。
相对于有线充电，无线充电更加安全和灵活，具有重要的研究意义。
关键词：电动汽车；动态；无线充电中图分类号：TN99 文献标识码：A文章编号：1674-3261(2021)02-0099-06Research on Dynamic Wireless Charging Technologyfor Micro Electric VehicleQIU Xing-yang, LIANG Feng-lin, ZHENG Wei-qing, ZHENG De-shan （Department of Automation Engineering, Meizhouwan V ocational Technology College, Putian 351119, China）Abstract:The paper studies the dynamic charging system for micro electric vehicles based on wireless charging technology. When the micro electric vehicle needs to be charged, the wireless charging module sends out a charging request signal, the signal is collected by the charging controller and transmitted to the background collaborative management center through ZigBee module, and the charging state of the real-time controller is analyzed and processed by the background collaborative control management software, so as to complete the wireless charging of the micro electric vehicle. Compared with wired charging, wireless charging is safer and more flexible, which has important research significance.Key words: electric vehicle; dynamic; wireless charging随着社会的发展和科技的进步，能源问题与环保问题显得越来越突出，发展和普及电动汽车等新能源汽车的呼吁也越来越多，电力驱动车辆成为汽车工业研究、开发和使用的热点[1]。
基于MSP430的无线动态充电电动汽车系统的研究
工作研究基于MSP430的无线动态充电电动汽车系统的研究关壮壮 傅品翰 米双芊 武盛豪 杜江勇（吕梁学院，山西 吕梁 033000）摘 要：本文研究系统主要包括无线充电装置、无线充电电动车和超级电容储能装置。
首先，在试验阶段中，先将5V的直流电经过LC自激振荡电路道变成高频800kHz的交流电，在一次侧，通过德州TI公司MSP430系列单片机控制舵机动作隔离副边电路，此时维电器常闭触点动作，电容不充电，按下按键维电器恢复，同时定时分钟，交流电经过发射线圈向接收线圈传递能量，通过磁耦合请振式无线电能传输方式，接收线圈与接收线圈发生活振隅合，将电能转换成磁场能量进行传输，从一次侧化送到一次侧的能量经过全桥整流环节后供给超级电容储能，定时结束后，电器动作发射线圈停止向接收线圈传能量，同时电机动作使得系统电路接通，小车自启，沿着规定线路行驶直至停车。
此系统动态充电效率高，快捷智能，对节能减排，新能源利用的科研和发展有创新型价值。
关键词：LC自激振荡逆变；磁感应谐振式无线传能；全桥整流；超级电容；德州TI公司MSP430单片机；动态充电引言：无线电动汽车受到了许多国内外专家的研究和实践。
其中科学家特斯拉早在1901年的时候已经完成了大功率无线传输技术，他去世后，研究迫不得以停下来。
100多年后的今天，无线充电技术再一次达了高潮。
万物互联时代下，无线充电应用领域将不断拓展。
作为新一代移动通信技术，5G网络能支持高达100万个/平方千米的连接数密度，有效支持海量设备接入，是万物互联时代的一组通信标准。
万物互联时代下用电设备数量实现数倍增长，不同设备采用不同标准的充电接口，为这些装置供电将成为一大挑战。
无线充电采用统一的充电标准，具备方便、安全、空间利用率高等特点，同一无线充电底座能同时为不同设备充电，省去携带多种充电线材的麻烦；随放随充的特点有助于实现设备的碎片化充电，用户能在办公室、咖啡馆、机场、快餐店等场所轻松方便地获得电力支持。
无线充电器电路原理及设计
无线充电器电路原理及设计引言无线充电器是一种方便的充电设备，它通过电磁感应实现无线充电，不需要插入充电线即可对充电设备进行充电。
本文将介绍无线充电器的电路原理和设计。
电路原理无线充电器的电路主要由两个部分组成：发射器和接收器。
发射器原理发射器是无线充电器的核心组件，它负责产生并传输电磁场。
发射器电路由以下几个部分组成：1. 电源模块：负责提供电源给发射器电路。
2. 信号发生器：产生高频交流信号。
3. 驱动电路：将高频交流信号放大并传输到发射线圈。
4. 发射线圈：通过电流在线圈中产生磁场。
发射器原理是利用信号发生器产生高频交流信号，并经过驱动电路放大后，传输到发射线圈。
发射线圈中的电流会产生磁场，这个磁场会传输到接收器中。
接收器原理接收器是无线充电器的另一个重要部分，它用于接收发射器传输的电磁场并将其转化为电能供给充电设备。
接收器电路由以下几个部分组成：1. 接收线圈：接收发射器传输的磁场并将其转化为电流。
2. 整流电路：将接收到的交流电流转化为直流电流。
3. 电源管理模块：对转化后的直流电流进行管理和分配。
接收器原理是接收发射器传输的磁场，通过接收线圈将其转化为交流电流，并经过整流电路转化为直流电流。
电源管理模块对直流电流进行管理和分配，以供给充电设备使用。
电路设计无线充电器的电路设计需要考虑以下几个关键因素：1. 电流和电压要匹配：发射器和接收器之间的电流和电压需要匹配，以确保能够有效传输电能。
2. 效率和损耗控制：设计时要考虑电能的传输效率和损耗，减少能量的浪费。
3. 安全性：在设计过程中要考虑充电器的安全性，防止电流过大或其他安全事故发生。
4. 尺寸和成本：设计时要考虑充电器的尺寸和成本，选择合适的元件和材料。
电路设计需要综合考虑以上因素，并根据实际需求进行调整和优化。
总结本文介绍了无线充电器的电路原理和设计。
通过了解发射器和接收器的原理，可以更好地理解无线充电器的工作原理，并在设计过程中考虑各种关键因素。
BDR6122T-无线充电专用驱动芯片
1.60 0.90 0.30
Max. 0.80 0.05
0.30
1.65 0.95 0.35
V1.0
11
2017
8 PINS, SOP, 150MIL
BDR6122T
Symbol
A A1 A2 b c D E E1 e L
Notes: 1. Refer to JEDEC MS-012AA 2. All dimensions are in millimeter
V1.0
10
2017
封装资料
8-PIN, DFN
BDR6122T
Symbol
A A1 A3 b D E e D2 E2 L
Note: Refer to JEDEC MO-229
Min. 0.70
0
0.18
1.50 0.80 0.25
Dimensions Nom. 0.75 0.02
0.20 REF 0.25
V1.0
8
2017
典型工作特性
(如无特殊规定，VM=5V, VCC=3V)
BDR6122T
VM Sleep Current (nA)
12 10
8 6 4 2 0
-40 -20 0 20 40 60 80
Ambient Temperature (℃)
VCC Sleep Current (nA)
6 5 4 3 2 1 0
Power Supply
Motor Driver System
VM
Motor Driver
Local Bulk Capacitor
GND
IC Bypass Capacitor
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低功率无线充电系统的驱动芯片的设计研究本论文以低功率无线充电驱动芯片为研究重点,设计了一款基于Qi(A11)标准的驱动芯片。
主要围绕低功率无线充电系统发射功率的分析及其驱动芯片的设计展开,详细论述了低功率无线充电系统的基本原理和应用标准,在数学层面分析了频率和占空比两个主要参数对低功率无线充电发射功率的影响,在此基础上完成了系统关键模块电路的设计与仿真,最后完成其版图设计。
本文的主要工作及创新如下:1)低功率无线充电系统发射功率调整分析中,频率和占空比的数学分析并未采用阻抗向量角的推导方式,而是结合无源电容、电感的伏安特性与谐振变换器化简并统一不同工作状态下的电路表现,得到了更利于直观参考的数学模型。
2)设计了一款带有新型摆率增强电路的无片外电容LDO电路,该LDO在保持低静态电流和无片外电容的条件下,并未采用传统外接电容或者提高LDO系统带宽的优化方式,最终实现了较好的稳定性和瞬态特性。
本论文所设计的LDO在温度范围85~40??-CC下,工艺角仿真的静态电流小于9.983?A;压差为200mV;线性调整率小于%0.25V;负载调整率小于%94.3A;电源抑制比大于25dB;在10ns上升下降时间的仿真条件下,瞬态恢复时间小于3.51?s,瞬态过冲电压小于214mV。
3)本文采用Tsmc 18.0?m Mixed-signal工艺设计了一款符合Qi(A11)标准并应用于低功率无线充电系统的驱动芯片,其输入采用六位数字控制信号,输出相位角为180?。
频率范围为Hz 205~110kHk z,步进约为0645.3kHz,频率精度达标率100%。
输出占空比范围为%50~%10,步进约为.29%1,占空比误差小于%1。
在5V电源电压下最大功耗电流为02.10mA。
针对传统低功率无线充电驱动芯片架构,本文使用差分环形振荡器代替单端输出振荡器,采用了新型的芯片模块架构,无需对输出振荡信号进行相位差锁定,减少了芯片的设计难度及成本。