普通车杆粗细的100/200W商用无线充电系统

起因

因为技术门槛及市场需求，海南启中新能源有限责任公司与台湾杰圣思新能源股份有限公司（以下简称 台湾杰圣思）相继成立，致力于有人驾驶的轮式车辆（非电动汽车）的无线充电系统技术研发与应用推广。下图是几种有人驾驶的轮式车辆（非电动汽车）。

行业情况

100W级的无线充电系统在过去十多年多次尝试过商业化，但是都没有成功推广。问题集中在以下几点：

1、体积：一般能有月饼盒大小。

2、热量：系统转换效率只有85%左右，尤其接收端需要专用散热装置。

3、输出100W时需要产生18W以上的热量，而且大部分在接收端。

4、成本：远高于同功率直流电源。

5、安全：反馈方案采用射频的型号存在容易被干扰的问题；反馈方案采用带内通信（Qi、Chirp）。

笔者分析原因如下：rx部分以及t部分都增加了dc-dc模块，且增加原因，业内专业人员是清楚的，但是没更好的解决办法，因此默认出现上述一系列问题。

思路（第一步）

设计一套满足以下要求的无线充电系统：

1、小尺寸，便于融入各种产品而不碍眼。

2、成本低，便于广泛推广。

3、耐用，从供应商到客户都稳定盈利而且不烦。

4、转换效率高，温度低，真省电。

5、功率高，用户更喜欢。

6、采用抗干扰且不干扰外界的带外反馈设计，便于高密度使用，且传输功率持续稳定无波动。

成果

本文发布的无线充电系统模组是CDC-A-M-DEMO，也就是DC供电的锂电池包充电器：

1、采用CDC-A-T/R-200芯片组为核心。

2、发射模块尺寸为：156mm*48mm*25mm。

3、接收模块尺寸为：156mm*48mm*8mm。

4、发射电路板尺寸为：54mm*40mm*20mm。

5、接收电路板尺寸为：54mm*40mm*6.4mm（图中为DEMO板，厚度3mm）。

6、线圈模组尺寸为：40mm*40mm*5mm。

7、默认输入DC 42V，最大输出42V 5A。

8、全系统功率-反馈单周期≤1ms。

9、输入支持32V~42V宽电压、具有低频波动电压的电源。

10、输出直连10s电池包，输出支持涓流、恒流、恒压充电模式。

11、转换效率>92%（输入42V，输出42V 4A）（此效率为DC电源-电池包的系统转换效率）。

12、长期工作时，发射模块最高温升＜25℃（装配了散热机构），接收模块无需散热机构。

13、支持待机模式下φ10mm铜箔纸FOD检测。

14、提供1ms响应的OVP/OCP/UVP等保护功能。

15、支持IP65和长时间振动工况，完全符合各个国家的法律法规。

16、EMS方面，两套系统间隔近也不会相互干扰。

DEMO模组样品如下图所示：

（5毛硬币是作为φ8mm 0.08mm铜箔的尺寸参考）

此DEMO模块装在目标车辆上，接收端直连电池包输入端，效果如下图：

（注：此车辆额定充电电流为3A。）

专利

在实现本成果的过程中，申请了多项发明专利。

合作伙伴（列举）

鹏元晟高科技股份有限公司是台湾杰圣思的EMS合作伙伴，在全球都有成熟的生产制造基地，因此能支持本领域涉及的AC-DC/EMC/ME等各个环节进行设计与落地，为全球客户提供满意的服务。

感言

欢迎全球的朋友与我们合作，也欢迎全球的朋友给我们提出宝贵意见和建议，更欢迎全球朋友加入我们。

备注

海南启中新能源科技有限公司是深圳启天太一科技有限公司的子公司，享受启天太一所有的专利使用权，专门针对10~10kW级别中等功率的电磁耦合能量传输系统提供标准架构、技术规范、硬件平台、算法支撑。

台湾杰圣思是海南启中新能源科技有限公司与陈圣宽先生共同合资成立的，启中新能源授权台湾杰圣思作为唯一的合法合作方，在全球范围针对个人轮式车辆（非电动汽车）提供应用服务，包括芯片销售、应用方案支持和标准模块销售等业务。

联络方式

业务合作请接洽台湾杰圣思执行副总Mason Tsai蔡明义先生：masontsai@jasonspower.com