前言

本期方案解析帶來的是旋依科技300W大功率氮化鎵無線充電設備的方案解析，這款無線充電設備由發(fā)射模塊，發(fā)射線圈，接收線圈和接收模塊組成，采用磁耦合共振技術，支持220Vac市電供電，輸出電壓范圍為18-60V，支持24V、36V、48V電池組，支持為鋰電池，鉛酸電池等充電，最大充電電流可達5A。

無線充電設備支持寬工作范圍溫度和高防護等級，并具備完善的保護功能，支持過流、過壓、過溫、反極、短路和開路保護，支持30mm無線充電距離，支持20mm偏移范圍，適合為地面巡檢機器人、軌道機器人、巡檢無人機、AGV、物流機器人、服務機器人、軍用機器人、水下機器人、掃地機器人等充電。

其中無線充電設備通過UWB進行通信，相比無線充電帶內通信，具有傳輸速率高，抗干擾能力強，在發(fā)射模塊和接收模塊中提供安全可靠的通信能力，提升產品的安全性。此外在無線充電發(fā)射模塊內部還應用了致能的氮化鎵開關管，進一步提升轉換效率，降低散熱需求。下面充電頭網就帶來這款無線充電的方案解析，一起來看看這款無線充電設備的設計和用料。

旋依科技T300大功率無線充電設備外觀

旋依科技無線充電設備由一個無線發(fā)射端和兩個接收端組成。

無線充電發(fā)射端采用鋁合金外殼，正面印有旋依科技字樣。

型號：T300M 無線功率發(fā)射器

輸入：100~264Vac 1.9A 50/60Hz

深圳市旋依科技有限公司

無線充電發(fā)射線圈設有連接接線，中心同心圓為線圈區(qū)域，邊緣設有開孔用于固定。

無線充電接收模塊特寫，為圓形設計，機身側面設有輸出線。無線充電接收模塊采用塑料材質外殼，上方設有指示燈，中間位置設有散熱片為接收器散熱。

輸出線設有網尾進行抗彎折保護。

另一款無線充電接收模塊由接收線圈和無線充電接收器組成。接收線圈固定在金屬支架上。

擰開固定螺絲，拆開接收線圈。

接收線圈內部通過灌封密封。

接收器粘貼鋁合金散熱片。

接收器輸入端連接接收線圈和UWB通信天線，UWB通信天線特寫。

旋依科技T300大功率無線充電設備拆解

看完了旋依科技這款無線充電設備的外觀展示，下面就進行內部解析，一起看看設計和用料。

首先擰開螺絲，拆開無線充電發(fā)射端外殼。

殼體內部一覽，左側設有指示燈，電源插座和散熱風扇，依次設有PFC模塊，右側上方設有UWB通信模塊，下方設有無線通信模塊。

PCBA模塊通過螺絲固定。

PFC模塊輸入端采用插接件連接。

無線充電模塊輸入端采用XT30插接件連接。

無線充電模塊輸出端采用XT60插接件連接。

UWB通信模塊設有導線連接到指示燈和無線充電模塊。

UWB通信模塊設有連接器和饋線。

從殼體內部取出PCBA模塊，殼體對應PCBA模塊之間設有導熱墊散熱。

PFC模塊，無線充電模塊和無線通信模塊一覽。

PFC模塊正面一覽，左側下方設有接線柱，保險絲，壓敏電阻，左側上方設有熱敏電阻，安規(guī)X2電容，共模電感。中間位置設有PFC控制器，氮化鎵開關管和碳化硅二極管，右側設有PFC升壓電感和高壓濾波電容。

PFC模塊背面設有整流橋。

14D561K藍色壓敏電阻用于吸收過壓浪涌。

兩顆藍色插件Y電容特寫。

NTC熱敏電阻絲印5D-15。

安規(guī)X2電容來自天泰，規(guī)格為0.22μF。

整流橋來自樂山無線電，型號GBU8K，規(guī)格為800V 8A，采用GBU封裝。

PFC控制器來自英飛凌，型號ICE3PCS03G，是一顆CCM模式PFC控制器，具有精確可調節(jié)的開關頻率，集成數字電壓環(huán)路補償，具備快速輸出動態(tài)響應和外部同步，采用DSO-8封裝。

PFC開關管來自致能，型號ZN65C1R200L，為Cascode級聯(lián)結構的氮化鎵開關管，耐壓700V，瞬態(tài)耐壓為800V，導阻200mΩ，柵極支持20V耐壓，具備低柵極電荷，有效簡化驅動電路。適用于快充、通信電源、數據中心和照明應用，采用DFN8*8封裝。

致能 ZN65C1R200L 資料信息。

50mΩ取樣電阻用于檢測PFC開關管電流。

PFC整流管來自科尼盛，型號KN3D10065G，為碳化硅二極管，規(guī)格為650V 10A，采用DFN8*8封裝。

高壓濾波電容來自江海，為CD29H長壽命，耐大紋波電流電解電容，規(guī)格為450V220μF。

無線充電模塊一覽，左側上方為無線充電主控芯片，隔離驅動芯片和驅動器芯片，下方設有隔離變壓器，氮化鎵開關管和薄膜濾波電容，右側設有濾波電感，諧振電感和諧振電容。右上方設有開關電源，用于為無線充電模塊，PFC模塊和UWB通信模塊供電。

無線充電模塊背面設有整流管和穩(wěn)壓芯片。

電流檢測芯片來自德州儀器，絲印1AED，型號INA181，是一顆雙向低側和高側電壓輸出電流檢測放大器，采用SOT23封裝。

薄膜濾波電容來自廈門法拉電子，規(guī)格為500V 5μF。

無線充電控制器來自德州儀器，型號TMS320F28032，芯片內置C2000 32位MCU，主頻為60MHz，內置64KB FLASH和20KB RAM，采用TQFP64封裝。

芯片外置20.000MHz時鐘晶振。

同步降壓芯片來自矽力杰，絲印WC，型號SY8113B，是一顆4.5-18V輸入電壓的同步降壓轉換器，芯片內部集成開關管，支持3A輸出電流，開關頻率為500KHz，采用TSOT23-6封裝。

10μH合金電感特寫。

穩(wěn)壓芯片來自意法半導體，型號LD1117AS33TR，支持15V輸入電壓，輸出電壓為3.3V，輸出電流1A，采用SOT-223封裝。

隔離通信芯片來自川土微，型號CA-IS3050G，符合ISO 11898-2物理層技術規(guī)范，支持1Mbps傳輸速度和5000Vrms隔離能力，采用SOIC8-WB封裝。

驅動器來自微芯科技，型號TC4424A，為雙路3A驅動器，支持CMOS和TTL電平輸入，采用SOIC8封裝。

四顆氮化鎵開關管組成全橋，用于無線充電輸出。

無線充電開關管來自致能，型號ZN70G1R120L，為Cascode級聯(lián)結構的氮化鎵開關管，耐壓700V，瞬態(tài)耐壓為800V，導阻120mΩ，柵極支持20V耐壓，具備低柵極電荷，有效簡化驅動電路。適用于快充、通信電源、數據中心和照明應用，采用DFN8*8封裝。

致能 ZN70C1R120L 資料信息。

三顆薄膜諧振電容來自廈門法拉，規(guī)格分別為0.056μF，0.022μF和0.015μF。

電流互感器用于檢測輸出電流。

開關電源主控芯片來自洪利發(fā)，型號UC2845A，是一顆電流模式PWM控制器，采用SOP8封裝。

開關管來自安森美，型號FQP2N90，NMOS，耐壓900V，導阻7.2Ω，采用TO-220封裝。

高壓瓷片電容來自松田電子，規(guī)格為0.01μF 1KV。

億光EL817光耦用于輸出電壓反饋。

濾波電容來自艾華，規(guī)格為25V220μF。

穩(wěn)壓芯片絲印53A50。

TL431電壓基準特寫。

無線通信小板設有主控MCU，隔離通信芯片和UWB模塊。

小板背面沒有元件。

主控MCU來自極海，型號APM32F103RCT6，為工業(yè)級主流MCU，芯片內置ARM Cortex M3內核，主頻為96MHz，內置256KB FLASH和64KB SRAM，具備USART、I2C、SPI、USB、CAN、SDIO和EMMC接口，采用LQFP64封裝。

意法半導體 LD1117AS33TR 穩(wěn)壓芯片為MCU供電。

隔離通信芯片來自川土微，型號CA-IS3050W，符合ISO 11898-2物理層技術規(guī)范，支持1Mbps傳輸速度和5000Vrms隔離能力，采用SOIC16-WB封裝，用于CAN總線通信隔離。

隔離通信芯片來自川土微，型號CA-IS3722HS，是一款高性能雙通道數字隔離器，支持150Mbps傳輸速率，具備3750Vrms隔離能力，采用SOIC8-NB封裝。

485收發(fā)器來自亞德諾，型號MAX485，是一款低功耗RS485/RS422收發(fā)器，支持2.5Mbps傳輸速率，采用8 SO封裝。

億光EL357隔離光耦用于485通信使能控制。

小板上焊接UWB無線通信模塊，模塊采用Qorvo DW1000 UWB收發(fā)器芯片，支持110kbit/s，850kbit/s和6.8Mbit/s傳輸速率，支持3.5-6.5GHz傳輸頻率，支持2.8-3.6V單電壓供電，采用QFN48封裝。

小板側面通信和供電接口特寫。

接下來拆解無線充電接收模塊，擰下固定螺絲，拆開外殼，內部設有無線充電接收器和接收線圈。

無線充電接收器通過螺絲固定。

殼體內部設有FPC天線。

LED指示燈通過膠水粘貼固定。

無線充電接收器下面是接收線圈。

線圈背面粘貼隔磁片。

線圈引出線外套熱縮管絕緣。

無線充電線圈采用絲包線繞制。

擰下固定螺絲拆開無線充電接收器外殼。

殼體內部設有兩塊PCB板，通過排針連接。

FPC天線通過插接件連接。

拆下上層的控制小板，底部設有無線充電同步整流小板。

接收線圈焊接連接到同步整流小板。

小板輸出側焊接正負極連接導線。

殼體內部PCBA模塊對應電解電容的位置鏤空，降低厚度。

控制小板設有無線通信模塊，降壓芯片，MCU，電壓比較器和運放。

另一面設有降壓電感，濾波電容，與門和與非門芯片。

主控MCU來自極海，型號APM32F103RBT6，為工業(yè)級主流MCU，芯片內置ARM Cortex M3內核，主頻為72MHz，內置32KB FLASH和10KB SRAM，具備USART、I2C、SPI、USB、CAN、SDIO和EMMC接口，采用LQFP64封裝。

MCU外置12.000MHz時鐘晶振特寫。

意法半導體 LD1117AS33TR 穩(wěn)壓芯片為MCU供電。

電壓比較器來自德州儀器，型號LM2903，為通用雙路比較器，采用SOIC8封裝。

運放芯片來自德州儀器，型號LM2904B，為行業(yè)標準雙路運算放大器，采用SOIC8封裝。

降壓芯片來自芯源系統(tǒng)，型號MP9486A，是一顆4.5-100V寬輸入電壓的開關降壓芯片，芯片支持1A輸出電流，具備過熱保護和短路保護，采用SOIC-8 EP封裝。

搭配使用的47μH合金電感特寫。

輸出濾波電容規(guī)格為100μF25V。

降壓芯片采用矽力杰SY8113B。

10μH合金電感特寫。

輸出濾波電容規(guī)格為47μF25V。

無線通信模塊采用Qorvo DW1000 UWB收發(fā)器芯片。

底部小板焊接諧振電容，同步整流管，驅動器，保險絲和濾波電容。

小板背面焊接取樣電阻。

同步整流管來自華羿，型號HYG080N10LS1C2，NMOS，耐壓100V，導阻6.9mΩ，采用PDFN5*6-8L封裝。

半橋驅動器來自安趨，型號ID7S210AD，耐壓200V，具備1A輸出電流能力，采用SOIC8封裝。

整流二極管來自辰達半導體，型號ES1D，為超快恢復二極管，規(guī)格為200V 1A，采用SMA封裝。

另外兩顆二極管型號相同。

兩顆輸出濾波電容來自永銘，為LKM系列長壽命電解電容，規(guī)格為390μF80V。

輸出保險絲規(guī)格為10A。

PCBA模塊背面設有1mΩ電流取樣電阻。

單運放來自德州儀器，絲印1SPF，型號為LM321LV，為LM321運放的替代產品，具備更好的低壓性能，采用SOT23封裝。

輸出控制管采用華羿HYG080N10LS1C2。

最后來拆解外置的無線充電接收器。

內部PCBA模塊焊接無線通信模塊。

兩個無線充電接收器內部用料相同，節(jié)省篇幅不再贅述。

充電頭網總結

旋依科技300W大功率無線充電設備由發(fā)射模塊，發(fā)射線圈，接收線圈和接收模塊組成，采用磁耦合共振技術。發(fā)射模塊采用220Vac市電供電，接收模塊輸出電壓范圍為18-60V，可為24V-48V的電池組充電，支持鋰電池和鉛酸電池，充電電流可達5A。模塊支持30mm無線充電距離和20mm偏移范圍，并具備完善全面的保護功能。

充電頭網通過解析發(fā)現(xiàn)，發(fā)射模塊由PFC模塊，無線充電模塊和無線通信模塊組成，PFC模塊和無線充電模塊都使用了致能的氮化鎵開關管，ZN65C1R200L用于PFC升壓，ZN70G1R120L用于無線充電輸出。無線充電模塊采用德州儀器TMS320F28032控制器進行無線充電控制，極海APM32F103RCT6 MCU用于無線通信控制。

接收模塊內部采用極海APM32F103RBT6用于同步整流控制和輸出電壓電流控制，同步整流管來自華羿。整套無線充電設備中采用Qorvo DW1000 UWB收發(fā)器芯片用于無線通信，相比傳統(tǒng)方案中的帶內通信，具備更高的傳輸速率和更強的抗干擾能力，更適應惡劣場合的無線充電應用。