【应用】汽车规格MCU,完美用于无线充电器

2018-05-17 世强

无线充电是当下比较热门的充电技术。手机采用无线充电,不需要连接充电数据线,避免使用陌生充电器盗取手机数据的危险;还可以避免触点的危险。由于不需要充电数据线连接进行充电,减少数据接口插拔次数,提高接口的使用寿命。


无线充电主要有4种实现模式,分别为电磁感应方式、磁共振方式、无线电波方式和电场耦合方式。目前无线充电标准主要采用Qi标准,使用电磁感应或者磁共振方式实现无线充电。电磁感应方式适用于短距离充电场所。电磁感应方式转换效率较高,回路构成简单,运用较为广泛。磁共振方式可以实现远距离充电,充电距离可以达数米范围,但是由于充电效率较低,在手机充电中使用较少。


无线充电由发射端和接收端两部分组成。发射端(无线充电器)将直流电源通过振荡电路产生振荡电流驱动发射线圈,产生电磁信号。接收端(手机)线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流,实现充电目的。同时,接收端会反馈数据信息以便发射端进行精准控制,如FOD功能。


图1:无线充电原理框图


如图2所示,无线充电器主要由控制器(MCU)、全桥逆变电路、线圈、电流检测电路、信息接收电路几大部分组成。作为无线充电器的核心部件,MCU需要有4路PWM驱动全桥逆变电路,1路ADC采集电流传感器数据,1路PWM驱动报警蜂鸣器,若干IO口,用于接收无线充电接收端反馈的信息和驱动指示灯,提示充电状态。

图2:无线充电器简略原理图

Silicon Labs公司推出的EFM8BB3系列MCU芯片,可以完美的用于无线充电器。EFM8BB3内置49MHz、24.5MHz、80KHz三种时钟,可以根据需求,切换MCU运行频率,方便控制功耗,无需外接晶振,节约成本。EFM8BB3集成6路16位的PWM输出,可配置为8,9,10,11,16位模式,精准控制振荡电路,提高无线充电效率 。剩余的PWM输出可以驱动蜂鸣器,产生报警,充电提示音等信息。12位高精度、高稳定的ADC转换接口,可以使用内部1.2V、1.65V、2.4V和VDD等多种参考电压,选择合适的参考电压,可以让采集数据更加准确,更好的监控充电电流。IO口可以直接驱动LED和接收电平输入,实现和无线充电接收端的数据通讯,指示充电状态的功能。EFM8BB3内部集成温度传感器,可以直接测量无线充电器温度。由于无线充电器在金属等干扰的情况下,容易温度上升,影响充电器的使用。通过温度传感器测量,监控充电器温度,可以实现过温保护等措施 。EFM8BB3内部集成LDO和电压监控机制,可以直接采用5V供电,并监控电压状态,实现稳定工作的目的。EFM8BB3系列芯片,还提供0℃~125℃的宽温芯片,满足汽车规格,适用于汽车上的无线充电设备。

Silicon Labs EFM8BB3系列MCU芯片有着丰富的资源,降低无线充电器的设计难度,可以实现电压,电流监控、过温保护、异物检测(FOD方式)等功能,设计出可靠的无线充电器。

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  • 江城搬砖工 Lv7. 资深专家 2018-11-09
    不错啊
  • 清风逸飞 Lv3. 高级工程师 2018-06-04
    学习了
  • Ranger Lv7. 资深专家 2018-06-04
    学习了
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    真好
  • titan Lv7. 资深专家 2018-05-29
    学习了,要是更详细有点就更好了
  • OutstandingEngineer Lv6. 高级专家 2018-05-26
    如果有配套方案设计说明就更好了
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