筆記本電腦無線電源的DIY制作

筆記本電腦無線電源面臨的問題
　　
筆記本電腦的有線電源通常為20V/3A左右。對于一般常見的開關(guān)電源來說，加上一些損耗，這個電源的貯備功率要求在70W以上，這是一個瓶頸值。在這個有線電源的功率接近極限值的情況下，要用無線電源來實現(xiàn)與有線電源相同的供電和充電功能，無疑是一個極大的技術(shù)挑戰(zhàn)，將面臨以下多方面的技術(shù)問題：

1.功率問題

2.效率問題

3.渦流問題

4.EMC問題

5.結(jié)構(gòu)問題

無線供電與有線供電在物理上的主要區(qū)別是：無線供電不與用電器有物理上的連接，如果把有線供電的變壓器耦合看作一個封閉系統(tǒng)，那么無線供電必須是一個開放式系統(tǒng)，即能量不是通過變壓器磁芯來耦合，而是以電磁波輻射的方式由發(fā)射端經(jīng)過一段距離后傳到接收端，因此損耗比有線電源大得多，效率也低得多，更為麻煩的是隨之而來的渦流問題、EMI和EMC問題就顯得十分突出——在這樣強(qiáng)大功率的磁場下，渦流可能會導(dǎo)致筆記本電腦內(nèi)部的元件尤其是芯片類（包括CPU）嚴(yán)重發(fā)熱，甚至損壞；同時，由于巨大的電磁輻射，可能會對筆記本電腦本身、電源網(wǎng)絡(luò)以及周邊環(huán)境造成嚴(yán)重干擾，甚至威脅。另外，筆記本電腦是一個集成度很高的便攜式產(chǎn)品，內(nèi)部空間極為有限，因此，要求無線電源必須重量輕、體積小，才有可能嵌入筆記本電腦內(nèi)部。

圖1

點磁共振芯片介紹

所幸的是，芯片VOX330MP05S和VOX20K3A使筆記本電腦的無線供電成為可能。這是一對基于電磁共振的專用大功率發(fā)射和大功率接收IC，具有較高的發(fā)射和接收效率，其外觀見圖1。

VOX330MP05S是一塊3腳封裝（與TO-220相當(dāng)）的電磁共振專用發(fā)射芯片，具有高達(dá)100W的發(fā)射能力，而體積只有22mm×12mm×9.5mm，它的第1腳為電源端，工作電壓9～12V，3腳為地，2腳為輸出端，IC內(nèi)建振蕩器、電壓比較器、功率限幅器、推動電路和功率輸出管，其輸出端可承受1000V以上的高壓脈沖，非常適用于高壓驅(qū)動的應(yīng)用。圖2就是利用220V~整流后給電磁共振回路供電的一個實例。

圖中C4、T1和C3組成濾波網(wǎng)絡(luò)，串聯(lián)于電網(wǎng)與發(fā)射電路之間，作用是用于吸收發(fā)射電路中的諧波反饋到電網(wǎng)上，也可以防止電網(wǎng)上的浪涌電壓對發(fā)射電路的影響。4個二極管和C2為整流、濾波電路，直接將220V~的市電整流得到一個約300V的直流電壓，這個電壓經(jīng)L1和C1組成的并聯(lián)諧振回路加到VOX330MP05S的輸出端，圖中DC為一個12V/100mA的電源轉(zhuǎn)換模塊，為IC1提供工作電壓。

VOX20K3A是一塊五腳厚膜封裝電路，尺寸為33mm×30mm×6.3mm，內(nèi)部集中了電磁共振所需要的相位檢測、電壓檢測、電流檢測、功率校正等功能，其應(yīng)用的工作原理圖見圖3。

VOX20K3A需要提供一個5V的工作電壓，工作電流約30mA，可由LM78L05提供，2腳上的硅穩(wěn)壓管決定了整個電源的輸出電壓，關(guān)系為：Vout = DW + 1.2V ，因此，不同的穩(wěn)壓管將得到不同的輸出電壓，但穩(wěn)壓管必須在9～24V之間選擇。A1和A2分別為補償輸入和輸出端，C1為輸入電容，L1和L2為兩個串聯(lián)的接收線圈，也可以用一個線圈代替，VD1和VD2為整流管，選用快速管或肖特基管，電流大于3A即可。L3、L4及C4～C9為濾波電路，用于減少紋波，穩(wěn)定電壓。