显示页面 讨论 修订记录 反向链接 本页面只读。您可以查看源文件,但不能更改它。如果您觉得这是系统错误,请联系管理员。 ### 8. 无线充电接收模块 #### 模块描述 无线充电接收模块与发射模块配对使用,通过接收线圈感应磁场产生交流电压,经整流稳压后为负载供电或给电池充电。采用专用接收芯片(如XKT-335、BQ51013A),集成整流、稳压、充电管理等功能,符合Qi标准。接收端可通过负载调制向发射端反馈状态信息。适用于移动设备、小车、机器人等需要无线充电的场合,与发射模块组成完整的无线充电系统。 #### 工作原理 ``` [接收线圈] → [感应电压] → [全波整流] → [LDO稳压] → [5V输出] ↑ ↓ ↓ ↓ [磁场耦合] [AC 10-20V] [脉动直流] [恒压输出] ↑ ↓ [发射线圈磁场] [负载/充电] ↓ [负载调制电路] ← [通信反馈] ↓ [开关调制线圈阻抗] ↓ [发射端检测调制信号] 整流方式:同步整流(高效)或二极管整流 通信方式:负载调制(幅度/频率调制) ``` #### 技术指标 - **芯片方案**: XKT-335, BQ51013A (Qi接收) - **输入**: 感应线圈100-200kHz交流 - **输出电压**: 5V±5% - **输出电流**: 最大2A (10W接收) - **接收功率**: 5W/7.5W/10W - **传输效率**: 接收端75-85% - **线圈规格**: 直径30-60mm,20-30匝 - **谐振频率**: 100-205kHz - **整流方式**: 同步整流MOS - **通信**: 2kbps负载调制 #### 接口管脚定义 | 管脚 | 名称 | 功能 | 说明 | |------|------|------|------| | COIL+/- | 线圈 | 接收线圈 | 并联谐振电容 | | RECT+/- | 整流 | 整流输出 | 连接滤波电容 | | VOUT | 输出 | 5V输出 | 稳压输出 | | GND | 地 | 公共地 | - | | TS | 温度 | 温度监测 | NTC热敏电阻 | | EN | 使能 | 芯片使能 | 高电平工作 | | COM | 通信 | 负载调制 | 反馈给发射端 | #### 板上设置和信号指示 - **接收线圈**: 多股利兹线绕制,与谐振电容并联 - **谐振电容**: CBB电容,精确调谐 - **整流MOS**: 同步整流NMOS,降低损耗 - **输出电容**: 220μF低ESR电容 - **稳压输出**: 5V/2A LDO或DC-DC - **充电接口**: USB-A或Type-C输出 - **状态LED**: 充电指示灯 - **保护电路**: 过压、过流、过温保护 #### 电气指标 - **感应电压**: AC 10-20V (线圈开路电压) - **整流电压**: DC 8-15V (整流后) - **输出电压**: 5V±5%, 纹波<100mV - **输出电流**: 0-2A - **接收功率**: 5W/10W - **接收效率**: 75-82% - **系统效率**: 发射×接收 = 60-70% - **启动功率**: >0.5W才能稳定工作 - **整流损耗**: 同步整流<0.2V, 二极管~1.4V - **调制深度**: 负载调制±10%阻抗变化 - **响应时间**: <100ms #### 使用说明 1. **线圈绕制**: 使用利兹线,直径略小于发射线圈 2. **谐振匹配**: 接收线圈与发射线圈谐振频率一致 3. **位置对准**: 发射与接收线圈中心对准,距离2-5mm 4. **负载连接**: 输出可接充电模块或直接供电 5. **效率测试**: 测量发射功率和接收功率,计算效率 6. **通信调试**: 示波器观察负载调制波形 7. **温度监测**: 接NTC监测线圈温度,过热保护 8. **屏蔽**: 接收端背面加铁氧体屏蔽,增强耦合 #### 全国大学生电子设计竞赛相关赛题 - **2019年A题**: 电动小车动态无线充电系统(接收端) - **2017年A题**: 微电网模拟系统(能量接收) - **2015年**: 无线电能传输装置(接收模块) #### 应用技术要点总结 1. **同步整流**: 使用MOS替代二极管,效率提升5-10% 2. **阻抗匹配**: 优化线圈与负载阻抗,最大化功率传输 3. **动态接收**: 小车移动时保持稳定接收,需宽容差设计 4. **电池充电**: 接收5V后接TP4056给锂电池充电 5. **快速响应**: 接收功率快速反馈给发射端调节 6. **多线圈**: 接收端多线圈切换,适应不同位置 7. **去耦设计**: 接收线圈与充电电路隔离,减小干扰 8. **鲁棒性**: 容忍±20%频率偏差,±50%距离变化 ---