本發(fā)明涉及無線充電的，尤其涉及一種無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路。

背景技術：

1、隨著無線充電技術大量在車端應用，無線充電技術為車主用戶帶來了方便快捷、安全穩(wěn)定、兼容性強、提升駕駛和乘坐體驗等多方面的便利。并且隨著技術的不斷發(fā)展，無線充電技術將在未來為用戶帶來更多驚喜和便利。在眾多車端無線充電產品系統(tǒng)中，無線充電發(fā)射端子系統(tǒng)都需要使用到一種輸出可變直流電壓電路，依靠這種電路輸出可變直流電壓，再通過電磁感應技術將發(fā)射端電能傳遞到無線充電接收端，從而滿足接收設備在鋰電池不同電量情況下需要不同充電功率的需求。

2、目前市場上車端無線充電發(fā)射器，滿足接收器鋰電池不同電量情況下需要不同充電功率需求的主流設計是采用數(shù)字buck分離電路或選擇帶有總線控制功能的buck芯片電路。數(shù)字buck分離電路通常由2個半橋或1個全橋驅動器+2個n-mosfet組成，但采用數(shù)字buck分離電路會存在效率低、成本高、復雜度大、電磁抗干擾性差、輸出紋波大、體積和重量大、可靠性和穩(wěn)定性差等缺點；而帶有總線控制功能的buck芯片電路通常buck芯片需要集成有總線功能，如i2c總線、spi總線、uart等，由此可知采用帶有總線控制功能的buck芯片電路復雜度高、成本高、受限于總線控制等缺點。為了更好滿足無線充電發(fā)射系統(tǒng)需要，需要采用新的思路。

3、例如申請?zhí)枮?02210954333.2的發(fā)明專利了公開了一種多口輸出三合一電源，包括ac-dc電路、dc-dc電路、移動電源電路、無線充電電路和充電端口；其中，dc-dc電路分別與acdc電路和無線充電電路電連接，并降低ac-dc電路的無線充電電路的電壓；移動電源電路和dcdc電路與充電端口電連接，并進行放電。上述發(fā)明分立器件失效模式增多，電能傳輸效率低下，控制策略復雜，對模塊處理器mcu有特殊選型需要，設計難度大。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有輸出可變直流電壓電路的電路復雜度高、成本高的問題。本發(fā)明提供一種無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，通過mcu控制器輸出pwm經過rc低通濾波影響buck的反饋電路，輸出系統(tǒng)所需要的電壓，低成本，易實現(xiàn)。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路：包括buck電路、mcu控制器、adc采樣電路、低通rc濾波電路和反饋網絡電路；

4、所述mcu控制器一端與低通rc濾波電路一端連接，低通rc濾波電路另一端與反饋網絡電路一端、buck電路一端連接，buck電路一端還與電源連接，buck電路另一端與反饋網絡電路另一端連接，adc采樣電路一端采集buck電路另一端的buck電路輸出電壓，adc采樣電路另一端與mcu控制器另一端連接。

5、優(yōu)選地，所述反饋網絡電路包括上電阻、下電阻、反饋電容，上電阻一端和反饋電容一端均與buck電路另一端連接，上電阻另一端和反饋電容另一端均與下電阻一端連接，下電阻另一端與系統(tǒng)地連接。

6、優(yōu)選地，所述低通rc濾波電路包括第一電阻、第一電容，第一電阻一端與mcu控制器一端連接，第一電阻另一端與第一電容的一端連接，第一電容另一端與系統(tǒng)地連接。

7、優(yōu)選地，所述adc采樣電路包括電阻ⅰ、電阻ⅱ、電阻ⅲ和電容ⅰ，電阻ⅰ一端分別與電阻ⅱ一端、電阻ⅲ一端連接，電阻ⅱ另一端與系統(tǒng)地連接，電阻ⅲ另一端分別與電容ⅰ一端、mcu控制器另一端連接，電容ⅰ另一端與系統(tǒng)地連接。

8、優(yōu)選地，所述buck電路與電源間設有輸入電容，輸入電容一端與系統(tǒng)地gnd連接，輸入電容另一端分別與buck電路一端、電源連接。

9、優(yōu)選地，所述buck電路與反饋網絡電路間設有輸出電感，輸出電感一端與buck電路另一端連接，輸出電感另一端與反饋網絡電路的上電阻一端、反饋電容一端連接。

10、優(yōu)選地，所述反饋網絡電路與低通rc濾波電路間設有反饋電阻，反饋電阻一端與低通rc濾波電路的第一電阻一端、第一電容一端連接，反饋電阻另一端與buck電路另一端、反饋網絡電路的反饋電容一端、上電阻一端、下電阻一端連接。

11、優(yōu)選地，所述buck電路另一端上設有輸出電容，輸出電容一端與輸出電感另一端連接，輸出電容另一端與系統(tǒng)地連接。

12、優(yōu)選地，所述第一電阻的阻值和第一電容的容值根據(jù)選擇，其中，fc為截止頻率，且fc＜20hz，r為第一電阻的阻值，c為第一電容的容值；

13、所述上電阻的阻值、下電阻的阻值根據(jù)進行選擇，vout為buck電路輸出電壓，vfb_ref為buck基準電壓，rup為上電阻阻值，rdown為下電阻阻值；

14、所述輸出電感的電感量根據(jù)進行選擇，其中，l為輸出電感l(wèi)3的電感量，vin為輸入電壓，iout為輸出電流，fsw為buck電路默認開關頻率。

15、優(yōu)選地，所述mcu控制器通過輸出pwm方波進而使buck電路輸出隨pwm方波占空比變化的可調整電壓，mcu控制器根據(jù)接收到的接收器充電功率需求來調節(jié)輸出pwm方波的占空比，以滿足接收器充電功率需求，通過pid策略進行動態(tài)調節(jié)，最終實現(xiàn)接收和發(fā)射功率動態(tài)平衡。

16、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過mcu控制器輸出不同占空比的pwm方波經過rc低通濾波后影響buck的反饋電路，從而輸出系統(tǒng)所需要的電壓，低成本，易實現(xiàn)。本發(fā)明buck輸出電壓諧率可調，能更好的實現(xiàn)無線充電載波需求。利用本發(fā)明使無線充電硬件電路更加簡潔，使車載無線充電發(fā)射模塊成為標準化設計，全面提升車載無線充電發(fā)射模塊調壓輸出電路性能及性價比。

技術特征：

1.一種無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，包括buck電路、mcu控制器、adc采樣電路、低通rc濾波電路和反饋網絡電路；

2.根據(jù)權利要求1所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述反饋網絡電路包括上電阻、下電阻、反饋電容，上電阻一端和反饋電容一端均與buck電路另一端連接，上電阻另一端和反饋電容另一端均與下電阻一端連接，下電阻另一端與系統(tǒng)地連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述低通rc濾波電路包括第一電阻、第一電容，第一電阻一端與mcu控制器一端連接，第一電阻另一端與第一電容的一端連接，第一電容另一端與系統(tǒng)地連接。

4.根據(jù)權利要求3所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述adc采樣電路包括電阻ⅰ、電阻ⅱ、電阻ⅲ和電容ⅰ，電阻ⅰ一端分別與電阻ⅱ一端、電阻ⅲ一端連接，電阻ⅱ另一端與系統(tǒng)地連接，電阻ⅲ另一端分別與電容ⅰ一端、mcu控制器另一端連接，電容ⅰ另一端與系統(tǒng)地連接。

5.根據(jù)權利要求1-4任意一條所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述buck電路與電源間設有輸入電容，輸入電容一端與系統(tǒng)地gnd連接，輸入電容另一端分別與buck電路一端、電源連接。

6.根據(jù)權利要求5所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述buck電路與反饋網絡電路間設有輸出電感，輸出電感一端與buck電路另一端連接，輸出電感另一端與反饋網絡電路的上電阻一端、反饋電容一端連接。

7.根據(jù)權利要求6所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述反饋網絡電路與低通rc濾波電路間設有反饋電阻，反饋電阻一端與低通rc濾波電路的第一電阻一端、第一電容一端連接，反饋電阻另一端與buck電路另一端、反饋網絡電路的反饋電容一端、上電阻一端、下電阻一端連接。

8.根據(jù)權利要求7所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述buck電路另一端上設有輸出電容，輸出電容一端與輸出電感另一端連接，輸出電容另一端與系統(tǒng)地連接。

9.根據(jù)權利要求3或8所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述第一電阻的阻值和第一電容的容值根據(jù)選擇，其中，fc為截止頻率，且fc＜20hz，r為第一電阻的阻值，c為第一電容的容值；

10.根據(jù)權利要求9所述的無線充電用數(shù)字dac調節(jié)buck芯片輸出可變電壓電路，其特征在于，所述mcu控制器通過輸出pwm方波進而使buck電路輸出隨pwm方波占空比變化的可調整電壓，mcu控制器根據(jù)接收到的接收器充電功率需求來調節(jié)輸出pwm方波的占空比，以滿足接收器充電功率需求，通過pid策略進行動態(tài)調節(jié)，最終實現(xiàn)接收和發(fā)射功率動態(tài)平衡。

技術總結
本發(fā)明提出了一種無線充電用數(shù)字DAC調節(jié)BUCK芯片輸出可變電壓電路，包括BUCK電路、MCU控制器、ADC采樣電路、低通RC濾波電路和反饋網絡電路。所述MCU控制器一端與低通RC濾波電路一端連接，低通RC濾波電路另一端與反饋網絡電路一端、BUCK電路一端連接，BUCK電路一端還與電源連接，BUCK電路另一端與反饋網絡電路另一端連接，ADC采樣電路一端采集BUCK電路另一端的BUCK電路輸出電壓，ADC采樣電路另一端與MCU控制器另一端連接。本發(fā)明成本低，易實現(xiàn)，且BUCK輸出電壓斜率可調，能更好的實現(xiàn)無線充電載波需求。

技術研發(fā)人員：陳旭東,秦賽鋒,馮中,張俊
受保護的技術使用者：河南天海電器有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19