飞思卡尔恒功率无线充电(中)

根据波形图我们需要一个电压可变化的充电电路，我们可以想到PWM波，PWM控制技术就是对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。将脉冲时间宽度比上周期，定义为PWM波形的占空比，它是一个从0到100%的数值。PWM平均值就等于信号的峰值乘以占空比。下图为“半桥”功率输出电路：

如果通过施加相位相反的开关信号到上下两个MOS管栅极上，使得上下两个MOS管交替导通，mos管中间相连处就会形成周期脉冲波形。波形的峰值为VCC，占空比为上管的驱动波形的占空比。后通过LC滤波之后，就会输出电压为Vcc乘以占空比的直流信号。在这个过程中两个mos管处于导通于截至两种状态，损耗接近似于0.LC电路只有储能滤波得功能，不消耗电能，这个电路可实现不损耗功率得情况下控制充电电压。常见的mos驱动芯片有IR2104，但IR2104对初次接触功率电路的同学来说有很大的困难，所以我推荐一款更加集成的充电芯片-BQ24640。话不多说直接上图：

BQ24640是高度集成的开关模式超级电容器充电控制器。BQ24640输入电压5V-28V，充电电压2.1V-26V，该器件提供了具有高精度充电电流，电压调节和充电状态监控功能的恒频同步PWM控制器。BQ24640分两个阶段为超级电容器充电：恒定电流和恒定电压（CC / CV）。该器件可以在ISET引脚上设置电流的情况下，从0 V为超级电容器充电。当超级电容器电压达到设定的目标电压时，充电电流开始逐渐减小。

充电有两个阶段(取决于超级电容或电压):恒流(快速充电或电压调整)和恒压(快速充电或电压调整)。恒电流可以通过ISETpin配置，允许在超电容配置中具有灵活性。在充电过程中，设备的综合故障监测，如输出电压保护(VOV上升)，热关机(内部开关和TS引脚)，输入电压保护(VACOVand VUVLO)，确保超电容或安全。下图为充电电压曲线图：

我们使用这个芯片充电过程的恒流部分，此阶段我们可以通过给ISET引脚输入可变电压(0-2V)控制充电电流大小，相当于控制充电电压。所以设计电路需要提前估算出电容最终目标电压，并将充电电压设置的高于电容目标电压，以保证一直处于恒流状态。要实现恒功率充电除了可控电压，还需要一个反馈过程，这将用到PID控制算法。我将在最后一篇介绍PID控制过程，尽情期待！