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功率電感:新型調(diào)制/解調(diào)技術(shù)中功率無線充電效率升級(下)

2015/12/24

  當S1準備切到低電位時Q12會切到開入,此時說明一個概念,其開關(guān)電路的閘極端可視為一個電容,在切換的瞬間會有充放電時間,而采用MOSFET作為開關(guān)元件會有一個特性,便是能承受大電流與電壓,該閘極端的電容就會大,代表切換速度慢,反之速度快的元件無法承受大電流與電壓,在此舉例為一般價位的零件均接近此特性。

  在圖1中Q13與Q23為高電流元件速度慢,另外搭配Q12與Q22為低電流高速元件,動作為S1切到低電位的瞬間,Q12閘極端電壓會透過D122快速釋放Q12就會快速開路后,此時S2也將切到高電位,其S12電壓透過R121進行充電,而S12充電后使Q13進入導通,此段動作為一連貫動作。

  另外,說明當S2切入低電位時,Q13閘極端電容之電壓會透過D121快速釋放使Q13加速進入開路之狀況,所以此區(qū)動作之原理為R121與R122是作為切入高電位時對閘極端充電導通用;而D121與D122為切入低電位時,用來快速釋放閘極端電容之電壓加速開路,而Q12之動作類似蹺蹺板用來切換方向所使用。

  另外,Q131是用來暫停Q13導通所使用,Q131連接RX-U1進行控制,其從U1控制輸入高電位,就以Q131導通效果,為使S12保持在低電位。

  參考圖2其W6_3為線圈訊號、W6_2為S12即Q13之閘極端訊號、W6_1為Q131閘極端訊號,當RX-U1輸出高電位到Q131便會使該區(qū)段S12訊號維持在低電位,造成整流器在該區(qū)段不發(fā)生導通狀況,用意在于暫停整流動作。

  圖2 受電端線圈訊號、整流開關(guān)訊號與調(diào)制訊號

  呼應(yīng)前段所述,在調(diào)制技術(shù)中改變電感線圈阻抗,在后端輸出有負載的狀況下透過暫停整流,即可降低受電線圈上的阻抗,但此方式須于后端有負載的狀況下才能起作用,當后端為空載的狀況下暫停整流,并不會改變線圈上的阻抗。

  所以另外要設(shè)計在空載下調(diào)制訊號的方法,加入R5、R6做為空載下的訊號調(diào)制用,其分別從線圈兩端進行負載調(diào)制,由于是交替運作,所以兩個電阻采用不同阻值,以對應(yīng)在不同的負載狀況下產(chǎn)生差別的調(diào)制強度。因此整個調(diào)制技術(shù)簡單說明為當后端為空載或輕負載時,就由R5、R6擔任于調(diào)制期間加重受電線圈阻抗之工作,當后端輸出負載加重,其阻抗小于R5、R6后,其調(diào)制作用將會喪失,所以透過暫停整流器運作的方式,以短暫降低受電線圈上的阻抗來產(chǎn)生調(diào)制效果。

  參照圖3錯動式訊號圖,W7_3為受電線圈訊號、W7_1與W7_2分別為P04與P11訊號、W7_4為S1訊號,其與W7_3不同在于通過一個C1電容之諧振效果后取得較強電流推力,其波形也會接近方波訊號;W7_5與W7_6分別為S12與S22訊號,從圖3中可看到設(shè)計中的調(diào)制訊號從線圈兩端分別進行調(diào)制,并分成調(diào)制單端、解除調(diào)制、調(diào)制另一單端后再解除調(diào)制完成,此設(shè)計的用意在于對受電線圈接收電力影響小的情況下,產(chǎn)生大調(diào)制訊號。

  圖3 錯動式調(diào)制訊號圖

  中功率供電端改良方法:高線圈電壓解調(diào)技術(shù)。

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