【摘 要】
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随着电子信息技术的发展,电子产品的种类不断增加,功能不断升级,同时电子产品的功耗也持续提升,导致人们对电子产品便捷充电的需求不断增加。在传统的充电技术中,电子产品与充电器之间需要通过充电线物理相连,不仅使用上不便利,而且充电线的重复生产也造成了资源浪费。为了摆脱充电线的限制,提供更好的充电体验,无线充电技术应运而生。无线充电技术诞生后,厂商基于不同原理制定了无线充电的通用标准,在这些标准中,以基于
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随着电子信息技术的发展,电子产品的种类不断增加,功能不断升级,同时电子产品的功耗也持续提升,导致人们对电子产品便捷充电的需求不断增加。在传统的充电技术中,电子产品与充电器之间需要通过充电线物理相连,不仅使用上不便利,而且充电线的重复生产也造成了资源浪费。为了摆脱充电线的限制,提供更好的充电体验,无线充电技术应运而生。无线充电技术诞生后,厂商基于不同原理制定了无线充电的通用标准,在这些标准中,以基于电磁感应技术的Qi标准应用最为广泛。本论文以电磁感应式无线充电技术为基础,设计并实现一款支持Qi标准V1.2.4版本的通用无线充电接收端系统,支持扩展功率配置（Extended Power Profile,EPP）模式进行功率传输。本论文主要内容和结论如下:1、分析电磁感应式无线充电技术原理和Qi标准。通过简化充电系统电路,分析了电磁感应式无线充电技术中的能量传输过程,推导了系统的输出功率、效率与电路中电感、电容等参数的关系,随后详细分析并总结了Qi标准的内容,包括Qi标准中的通信接口、系统控制模块、功率传输控制模块和接收端设计要求等内容。2、设计接收端的硬件电路和软件系统。在硬件电路设计部分,选择STM8S005C6T6为接收端系统主控芯片。根据Qi标准设计了LC谐振电路、整流滤波电路和通信解调预处理电路等功能电路,并对关键电路进行了仿真验证。在软件系统设计部分,构建了软件系统框架,框架分为应用层、功能层和驱动层。其中,应用层用以控制接收端系统在Qi标准下实现通信和能量传输过程,功能层设计了不同的功能模块供应用层调用,驱动层则用以驱动外设模块。3、测试接收端系统。将焊接好的接收端与发送端组成完整的无线充电系统进行测试,测试主要包括通信内容、输出功率、传输效率和充电距离等内容。测试结果表明,接收端通信内容符合Qi标准要求,系统输出功率可达15W,满足EPP模式输出功率要求,传输效率最高可达85%,水平方向有效充电距离为8mm,垂直方向有效充电距离为9mm。
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