锂电池无线充电功放电路中MOS管的IRF640P

VBsemi · 发表于 2020-12-11 17:07:26

一、无线充电

无线充电技术主要分为小功率感应式和大功率谐振式，它相较于有线充电技术，具有以下优点:

1. 没有为被充电物体留下的充电接口，减少灰尘、水等对充电的影响。
2. 不像有线充电一样对产品规格具有一一对应性，无线充电可适用于多种产品。
3. 没有线的束缚，更利于智能手机用户的产品体验感受。
4. 设备磨损率低，节省材料。
5. 在医学领域中，更方便于对植入人体医疗设备充电

虽然无线充电技术优点如此之多，缺点也是很明显的：

1. 电能转化率较低，终端易因功率耗损发烫
2. 充电效率低，比有线充电慢
3. 成本较高，存在商业推广难度
4. 产品维修存在难度，加重成本负担

从可持续发展的行业大方向来看，无线充电会得到更好的发展前景。

2013年，潘力设计了一种锂电池无线充电模块，采用电磁感应方式，充分结合了磁耦合技术和开关电源技术。在电源为12V的电压下，接收端能稳定输出4.2V充电电压，并且电路发射端设有电路保护功能，能够有效防止功率mos管被击穿、短路等问题。整体电路结构简单，工作稳定。

【互感耦合实现电能的无线馈送】

二、锂电池无线充电电路设计

由于放大后的振荡输出是用于功率而不是信号，波形失真并不重要。功率场效应管电路满足振幅足够、电路简单的需求，所以选用功率MOS管功放电路。

【场效应管功放电路图】

功放电路中合适的MOS管选择条件：
l 选用VGS正向导通的NMOS管
l 导通电阻小
l 开关延时短

可选用的VBsemi微碧MOSFET晶体管型号：
①IRF640P
②VBZM4N30
③VBZE4286
④VBZE40N10
⑤VBZE30N10
⑥VBZM630Y

发射电路振荡器部分选用UC38428/3843控制器，优点是价格便宜、外部电路简洁、自带锂电池电路保护板功能、可直接驱动功率MOS管。

接收端采用bq24002锂电池充电管理芯片，它能稳定地输出4.2V的充电电压，充电电流可由设计者自行设计，并且工作电压最高可达13V，适用于无线充电。

【发射部分电路图】

【接收部分电路图】

三、微碧半导体MOS管封装及应用

微碧半导体企业主要产品的封装有：SOP-8 、TO-220（F）、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN等系列封装产线。AO3400

【微碧部分MOS管产品封装】

广泛应用于3C数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网IoT、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、MID\UMPC 、GPS、蓝牙耳机、PDVD、车载DVD、汽车音箱、液晶显示器、移动电源、手机电池（锂电池保护板）、LED电源等产品。微碧半导体有限公司以饱满的激情，拼搏务实的干劲，不断创新进取，致力于为客户群体打造出一座高效、便捷、直通、优质的服务桥梁。

四、参考文献

[1]张广冬,郝昕玉,袁铁军,宋树权.无线充电技术发展综述[J].电子科技,2016,29(12):170-172+179.

[2]潘力. 一种锂电池无线充电模块的设计[D].电子科技大学,2013.

[3]高倩. 智能化锂电池充电管理[D].北京交通大学,2012.

[4]程立文.手机电池的未来发展方向[J].电源技术,2008(01):6-8.

[5]野泽哲生,蓬田宏树,林咏.伟大的电能无线传输技术[J].电子设计应用,2007(06):42+44-45+48-50+52-54.