面向无线快速充电应用的调压方案设计与实现

随着手机、智能手表等移动设备的快速发展，无线充电技术的发展已经从理论研究层面逐步走向商业化[1]。近年来，人们对于手机的依赖性越来越强，手机不断耗电的同时急需快速充电，因此催生了无线快速充电技术的研究和商业化应用。

在传统的无线传输系统中，发射功率通常通过变频或者定频调占空比的方式进行调节。这种方式由于其不断变化的频率或占空比，可能会对充电设备造成干扰[2]，使得充电设备的充电效率差且充电过程不稳定。作为手机行业的佼佼者，苹果公司采用的无线快速充电方案即为方案，即固定工作频率，根据动态的负载功率需求控制调压单元，最终实现动态的功率输出[3]。这种方案能让无线充电对手机的干扰降到最小[4]，但要求实现多挡位的负载电压精准调整需要核心处理器(Microcontroller Unit，MCU)具备较高的PWM工作频率，从而增加应用成本及功耗，亦会影响产品的电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)[3]。定频调压方案虽然具有较高的设计要求，但能够给用户带来更好的充电稳定性、充电效率以及更安全的充电环境，因此在苹果公司的推动下势必会成为未来主流的无线充电方式[5]。

目前，已经有一些DC/DC调压方法可以为定频调压方案提供借鉴。文献[6]提出了一种通过DAC调节DC/DC输出电压的电路方案，能够实现DC/DC输出电压的数字可控。文献[7]探讨了基于DC/DC开关稳压器的数控电源设计方案，能够实现同一数控电源系统兼并恒压恒流功能，且具有较高的输出精度。

基于以上设计，本文提出面向无线快速充电应用的两种定频调压方案：IDAC方案和PWM方案。它们的显著特点是：(1)无需采用高主频的MCU，只需通过MCU产生控制信号控制调压单元从而实现精准可靠的电压调节；(2)避免输出级直接受到输入电压的影响[8]，使得搭载无线快速充电技术的产品性能更加稳定；(3)通过固定频率调节电压控制发射功率，可以有效避免无线充电对手机的通信干扰。实验验证了这两种方案能够实现宽范围的电压调节，满足苹果手机的无线快速充电效果。

作者信息:

傅桂娥1，2，徐圣楠1，缪 瑜2，张一晋1

(1.南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京210094；2.南京睿赫电子有限公司，江苏 南京210094)

大功率可控硅调压调光调速调温电路，电工电子实践，简单实用可靠

这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率可达1500W，一般家用电器都能使用。

可控硅调压调光调温电路，具有简单可靠，控制方便等优点。

可控硅调压调光调温电路图

一：工作原理

R2、R3、C2、DB3 组成脉冲信号触发双向可控硅BTA16， 使BTA16在市电正负半周均保持相应正反向导通。220伏交流电源经过负载（如灯泡等）、可调电位器R2、电阻R3给电容C2充电，当C2充电电压达到DB3阀值28V时，双向触发二极管导通使电压到达可控硅控制极，使可控硅被触发导通。改变可调电位器R2的阻值，可增大或减小双向可控硅的导通角，使输出电压升高或降低，从而起到调压调光调温调速的目的。

用途：家庭台灯调光、电熨斗、电炉调温、变压器的调压，热水器调热、电热毯的调温、电风扇调速等。

此双向可控硅在加散热器的情况下，控制的负载功率可达1500W 左右。

工作电压：220伏

调节范围：0--220伏

功率：1W-1500W

大功率可控硅调压调光调温实物图

该款调压器能很方便的调整市电的输出电压，供用电器工业上使用。能很方便的控制一千五百瓦左右的电器。

从而达到调光，调温，调速，调压的效果，由于功率已经很大，所以一般的家庭电器或小型工厂足够用。

使用中只要把调压器的两根线串联在电路中就行了，串联在电路中的灯泡位置，注意尽量使用阻性负载，感性、容性负载功率要降低使用。

二：元器件选择

1、双向可控硅型号选择：BTA16-600B，采用TO-220AB 封装方式。

耐压600V，电流有效值：16A，工作温度范围：-40～+125°C.

要根据负载功率的大小，加装合适的铝制散热器。

BTA16-600B双向可控硅实物引脚图

2、可调电位器选用阻值为220K-470KΩ，WH114-1型合成碳膜电位器，可调电位器直接焊在电路板上。

3、电阻除R1用功率为1W的金属膜电阻外，其它的可以用1/4W的碳膜电阻或金属膜电阻。

4、C1电容：MKP 0.1uf/275V安规电容。

5、C2电容：CBB聚丙烯电容，耐压400V或者630V。

6、DB3：双向触发二极管，型号就是DB3，转折点电压：28-36V。

三：中功率可控硅调压调光调温器

中功率可控硅调压调光调温实物图

如果双向可控硅在没有加散热器的情况下，控制的负载功率一般在500W左右。

相关问答

调压方式:1.交流调压电路2.交流调功电路3.交流电力电子开关应用场合:交流调压电路广泛用于灯光控制(调光台灯和舞台灯光控制)及异步电动机软启动也用于异步电...

电子水表其实是不能够调水压的。电子水表压力实际上是管道压力,电子水表的旁边有一个阀门,这个阀门具有解压的作用,称之为解压阀,它可以调节水压的大小。如果...

使用注意事项选用晶闸管的额定电压时,应参考实际工作条件下的峰值电压的大小,并留出一定的余量。1、选用可控硅的额定电流时,除了考虑通过元...1、选用...

方法如下:调压:调节脉冲宽度(能量密度)来调压。稳压:与参照值比较(比例控制)来稳压。开关电源(英文:SwitchingModePowerSupply),又称交...方法如下:.....

方法如下:先找到调整螺母,一般都是在扶手箱里面。有些车子只要打开扶手箱里面的底盖板,就可以找得到。有些是要拆掉一部分扶手箱的,因车而异。一般都在扶手箱...

晶闸管调压器又称“晶闸管电力调整器”“可控硅电力调整器”或简称“电力调整器”。可广泛用于工业(如化工、冶金、仪器仪表、机电制造、轻工等),科学实验,公...

所以输入交流24V,可以设计出1.25V~25V可调输出的调压电源。电路分为桥式整流、输入滤波、调压、输出滤波几个部分。桥式整流:可以用四个整流二极管组成,也可...

[回答]建议您可以考虑使用南京创优公司生产的,他们家生产的数字调频振动送料控制器、智能数字振动送料控制器、直线送料控制器等产品,以其性能的稳定可靠...

电调是电子调速器的简称,主要用于调节电机的转速。电调的主要功能是控制电机的电流和频率,从而实现对电机转速的调整。电调一般不能直接调整电压,因为电压是由...

[最佳回答]取一个周期,根据有效值的定义可得:(Um2)2R×T4=U2R×T解得U=um8所以此时该电热毯发热的功率为P=u2R=U2m8R最高耐压值时电压的最大值,...