低功率無線充電系統(tǒng)的驅動芯片的設計研究
發(fā)布時間：2022-02-14 18:12
本論文以低功率無線充電驅動芯片為研究重點,設計了一款基于Qi（A11）標準的驅動芯片。主要圍繞低功率無線充電系統(tǒng)發(fā)射功率的分析及其驅動芯片的設計展開,詳細論述了低功率無線充電系統(tǒng)的基本原理和應用標準,在數(shù)學層面分析了頻率和占空比兩個主要參數(shù)對低功率無線充電發(fā)射功率的影響,在此基礎上完成了系統(tǒng)關鍵模塊電路的設計與仿真,最后完成其版圖設計。本文的主要工作及創(chuàng)新如下:1)低功率無線充電系統(tǒng)發(fā)射功率調整分析中,頻率和占空比的數(shù)學分析并未采用阻抗向量角的推導方式,而是結合無源電容、電感的伏安特性與諧振變換器化簡并統(tǒng)一不同工作狀態(tài)下的電路表現(xiàn),得到了更利于直觀參考的數(shù)學模型。2)設計了一款帶有新型擺率增強電路的無片外電容LDO電路,該LDO在保持低靜態(tài)電流和無片外電容的條件下,并未采用傳統(tǒng)外接電容或者提高LDO系統(tǒng)帶寬的優(yōu)化方式,最終實現(xiàn)了較好的穩(wěn)定性和瞬態(tài)特性。本論文所設計的LDO在溫度范圍8540??-CC下,工藝角仿真的靜態(tài)電流小于9.983?A;壓差為200mV;線性調整率小于%0.25V;負載調整率小于%94.3A;電源抑制比大于25dB;在10ns上升下降時間的仿...
【文章來源】：深圳大學廣東省
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
文獻[5-6]實現(xiàn)的無線充電電動牙刷產(chǎn)品2004年，韓國慶北國立大學（KyungpookNationalUniversity）的研究員通過利用
DPC（Delta Products Corporation）針對寬范圍無線充電方式深入該無線能量傳導技術研制了無線充電電話機[10]。 年 11 月，TDK 企業(yè)參加在深舉辦的“2010 年高交會”上發(fā)布了其無術產(chǎn)品，能夠實現(xiàn)發(fā)射能量為 3W 和 5W 無線能量傳輸設備及方案， 70 %以上。 年，麻省理工（Massachusetts Institute of Technology）研發(fā)人員首先雙諧振器結構的磁耦合式無線電能傳輸?shù)睦砟�，將第二諧振器置于第并且向外部負載提供充電功率[11]。該科研成果已經(jīng)被美國專利局所收 年，博洛尼亞大學的研究人員對無線充電傳輸系統(tǒng)進行了系統(tǒng)性的總內容包括無線充電發(fā)射端與接收端電路設計[12]。文中實現(xiàn)了整個無線設計，其系統(tǒng)搭建及測試平臺搭建如圖 1-2 所示，性能上實現(xiàn)了在 5c 率傳輸可達 44W ，效率為 73 %，而且針對驅動電路的 PWM 信號調整離變化時充電效能匹配度的問題。
無線充電標準基于無線充電技術陣營來制定，現(xiàn)今兩個主要無線充電技術陣營分別是 AirFuel Alliance（AFA）和 Wireless Power Consortium （WPC）。AFA 于 2015 年 CES大會上宣布成立，其組成由Alliance for Wireless Power（A4WP）和Power Matters Alliance（PMA）兩大無線充電陣營合并統(tǒng)一而來，成立初期聯(lián)盟成員有近 200 家（195 家）。WPC 因成立較早，會員數(shù)眾多（421 位），現(xiàn)仍為主流陣營。除了這兩家無線充電技術陣營外，其他陣營也持續(xù)推廣精進。Ossia 采用微波無線充電實現(xiàn) Cota 技術，LaserMotive采用射頻方式進行電磁感應無線充電，Qualcomm 仍采用獨有的 WiPower 技術以及大功率無線電能傳輸技術 Halo 等，均顯現(xiàn)了無線充電技術仍有較大的發(fā)展?jié)摿�。AFA 相比于 WPC 陣營近年來較為勢微，成員數(shù)由成立時的 195 家公司縮減至 77家，其成員如聯(lián)發(fā)科等也有意退出 AFA 聯(lián)盟加入 WPC。而隨著三星和蘋果手機加入WPC 陣營，其成員數(shù)極速增長，現(xiàn)會員數(shù)已達 421 家之多。圖 1-3 顯示了隨著 WPC 標準蘋果手機發(fā)售后其會員數(shù)的增長情況，可以看到平均每月其會員增長大約 10 %。相信在未來一段時間內，WPC 聯(lián)盟依舊是無線充電陣營的主力軍。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種基于遲滯比較器的鋸齒波產(chǎn)生電路[J]. 魏荷坪,孫江,陳向東. 現(xiàn)代電子技術. 2018(04)
[2]一種帶瞬態(tài)響應增強的無電容型LDO[J]. 廖鵬飛,金光,李向超,鄧軍,張顏林,胡珂流,劉倫才. 微電子學. 2017(06)
[3]便攜式充電蓄電一體化充電器設計[J]. 周立煌. 電子世界. 2017(03)
[4]基于MOS工藝的壓控振蕩器的設計[J]. 殷萬君. 電子世界. 2016(24)
[5]基于太陽能供電的無線充電應用研究[J]. 汪義旺,張波,張帥. 電力電子技術. 2015(10)
[6]手機充電器的防漏電解決措施[J]. 姜培生,陳玉偉. 通信電源技術. 2015(03)
[7]無線充電技術助威CES[J]. 沈建苗. 微電腦世界. 2009(02)
碩士論文
[1]便攜式小功率移動終端無線充電模塊研究[D]. 李星宇.杭州電子科技大學 2015
[2]一種用于手機的無線充電系統(tǒng)設計[D]. 周婭娜.重慶大學 2014
[3]磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)高效E類功放設計和實現(xiàn)[D]. 儲江龍.浙江大學 2014
[4]Qi標準無線充電功能的手機實現(xiàn)[D]. 潘鑫.西安電子科技大學 2013
[5]手機無線充電技術的研究[D]. 孟慶奎.北京郵電大學 2012
[6]非接觸式手機充電平臺的設計[D]. 孫軒.浙江大學 2010
本文編號：3625031
【文章來源】：深圳大學廣東省
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
文獻[5-6]實現(xiàn)的無線充電電動牙刷產(chǎn)品2004年，韓國慶北國立大學（KyungpookNationalUniversity）的研究員通過利用
DPC（Delta Products Corporation）針對寬范圍無線充電方式深入該無線能量傳導技術研制了無線充電電話機[10]。 年 11 月，TDK 企業(yè)參加在深舉辦的“2010 年高交會”上發(fā)布了其無術產(chǎn)品，能夠實現(xiàn)發(fā)射能量為 3W 和 5W 無線能量傳輸設備及方案， 70 %以上。 年，麻省理工（Massachusetts Institute of Technology）研發(fā)人員首先雙諧振器結構的磁耦合式無線電能傳輸?shù)睦砟�，將第二諧振器置于第并且向外部負載提供充電功率[11]。該科研成果已經(jīng)被美國專利局所收 年，博洛尼亞大學的研究人員對無線充電傳輸系統(tǒng)進行了系統(tǒng)性的總內容包括無線充電發(fā)射端與接收端電路設計[12]。文中實現(xiàn)了整個無線設計，其系統(tǒng)搭建及測試平臺搭建如圖 1-2 所示，性能上實現(xiàn)了在 5c 率傳輸可達 44W ，效率為 73 %，而且針對驅動電路的 PWM 信號調整離變化時充電效能匹配度的問題。
無線充電標準基于無線充電技術陣營來制定，現(xiàn)今兩個主要無線充電技術陣營分別是 AirFuel Alliance（AFA）和 Wireless Power Consortium （WPC）。AFA 于 2015 年 CES大會上宣布成立，其組成由Alliance for Wireless Power（A4WP）和Power Matters Alliance（PMA）兩大無線充電陣營合并統(tǒng)一而來，成立初期聯(lián)盟成員有近 200 家（195 家）。WPC 因成立較早，會員數(shù)眾多（421 位），現(xiàn)仍為主流陣營。除了這兩家無線充電技術陣營外，其他陣營也持續(xù)推廣精進。Ossia 采用微波無線充電實現(xiàn) Cota 技術，LaserMotive采用射頻方式進行電磁感應無線充電，Qualcomm 仍采用獨有的 WiPower 技術以及大功率無線電能傳輸技術 Halo 等，均顯現(xiàn)了無線充電技術仍有較大的發(fā)展?jié)摿�。AFA 相比于 WPC 陣營近年來較為勢微，成員數(shù)由成立時的 195 家公司縮減至 77家，其成員如聯(lián)發(fā)科等也有意退出 AFA 聯(lián)盟加入 WPC。而隨著三星和蘋果手機加入WPC 陣營，其成員數(shù)極速增長，現(xiàn)會員數(shù)已達 421 家之多。圖 1-3 顯示了隨著 WPC 標準蘋果手機發(fā)售后其會員數(shù)的增長情況，可以看到平均每月其會員增長大約 10 %。相信在未來一段時間內，WPC 聯(lián)盟依舊是無線充電陣營的主力軍。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種基于遲滯比較器的鋸齒波產(chǎn)生電路[J]. 魏荷坪,孫江,陳向東. 現(xiàn)代電子技術. 2018(04)
[2]一種帶瞬態(tài)響應增強的無電容型LDO[J]. 廖鵬飛,金光,李向超,鄧軍,張顏林,胡珂流,劉倫才. 微電子學. 2017(06)
[3]便攜式充電蓄電一體化充電器設計[J]. 周立煌. 電子世界. 2017(03)
[4]基于MOS工藝的壓控振蕩器的設計[J]. 殷萬君. 電子世界. 2016(24)
[5]基于太陽能供電的無線充電應用研究[J]. 汪義旺,張波,張帥. 電力電子技術. 2015(10)
[6]手機充電器的防漏電解決措施[J]. 姜培生,陳玉偉. 通信電源技術. 2015(03)
[7]無線充電技術助威CES[J]. 沈建苗. 微電腦世界. 2009(02)
碩士論文
[1]便攜式小功率移動終端無線充電模塊研究[D]. 李星宇.杭州電子科技大學 2015
[2]一種用于手機的無線充電系統(tǒng)設計[D]. 周婭娜.重慶大學 2014
[3]磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)高效E類功放設計和實現(xiàn)[D]. 儲江龍.浙江大學 2014
[4]Qi標準無線充電功能的手機實現(xiàn)[D]. 潘鑫.西安電子科技大學 2013
[5]手機無線充電技術的研究[D]. 孟慶奎.北京郵電大學 2012
[6]非接觸式手機充電平臺的設計[D]. 孫軒.浙江大學 2010
本文編號：3625031
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