DIY一款无线充电电路-向伟大的麦克斯韦方程致敬(二)

通过DIY无线充电,我们研究了以下几个问题:

1.变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场;

2.直流电源,电感电路中,在电感未饱和的情况下,流过电感两端的电流和电压波形是什么样的?

3.怎么选型合适MOS管;

4.由于电感的电流是一会儿上升,一会儿下降,产生的磁通也是增大,减小,因而产生的电场也是交变的,需要AC转DC电路;

5.怎么保证磁场尽可能超一个方向传递;

6.感应出的电压该如何给电池充电以及如何进行滤波处理;

7.怎么根据频率和占空比进行调整充电距离的问题。

前文中,我们研究了上面的5个问题,这篇文章我们一起研究下剩下的几个问题。

6.感应出的电压该如何给电池充电以及如何进行滤波处理

我们设定的控制MOS管开关的频率是小于1MHz,信号频率相对较低。

对于信号传输路径而言,有传导耦合,容性耦合,感性耦合和磁回路耦合,对于1MHz信号,频率较低时,容性耦合,感性耦合和磁回路耦合干扰别的信号的能量有限,所以主要考虑传导耦合;

对于干扰源,我们知道当流过电感的电流有突变趋势时,两端电压会突变,产生频率很高的du/dt,同时也会跟线路中的寄生参数形成LC谐振,实测如下波形:

发现在每次充电时会出现谐振,我们对照实际电路:

对该电路进行仿真,电感两端电流和电压波形如下所示:

蓝色为电感两端电压波形,绿色为电流波形,(这里透露一个小技巧,怎么在LTSPICE中实测两点之间的电压,按住CTRL,点击两点之间的电压,即可出现两点之间的电压,度娘了很久都没找到答案,偶然间发现的)并未出现实测的振荡波形,怀疑是走线的寄生参数LC谐振引起的,在重新改版整个回路走线尽可能的短,同时开关控制信号走在第三层,第二层为GND层,如下图所示:

复测电感两端的波形,如下图所示,纹波幅值由6.4v下降到2.6V。

同时对于整流后的电路增加Π滤波电路,滤波电容可以根据实测纹波频率选择谐振频率的容值。下一篇将一起研究本次设计的重点,实测根据调试充电距离选择合适的开关频率和占空比。

附件是仿真的放电电路,可以在LTSPICE中仿真,感兴趣的可以下载研究研究,谢谢。

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  • dy-KWsphClW 02-24 18:02
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  • zhou2013 2023-12-17 16:26
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 20****@****.com
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  • 朝歌无悔 2023-07-20 14:30
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 20****@****.com
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  • dy-U3Ia9Xv9 2023-06-09 08:33
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 49****@****.com
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  • dy-U3Ia9Xv9 2023-06-09 08:33
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 49****@****.com
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  • craftdon 2023-05-29 17:52
    这个电路模型有点问题吧?为什么不给电感提供续流回路?
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  • dy-VKtLdDLc 2023-05-29 17:23
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! Ch****@****.com
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  • 阿飞快跑 2023-05-29 16:58
    老师,资料可以发给我学习一下吗?谢谢啦! 10****@****.com
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  • dy-PZCvUC1L 2023-05-28 11:06
    学习了
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