笔记本电脑无线电源的DIY制作

笔记本电脑无线电源面临的问题
　　
笔记本电脑的有线电源通常为20V/3A左右。对于一般常见的开关电源来说，加上一些损耗，这个电源的贮备功率要求在70W以上，这是一个瓶颈值。在这个有线电源的功率接近极限值的情况下，要用无线电源来实现与有线电源相同的供电和充电功能，无疑是一个极大的技术挑战，将面临以下多方面的技术问题：

1.功率问题

2.效率问题

3.涡流问题

4.EMC问题

5.结构问题

无线供电与有线供电在物理上的主要区别是：无线供电不与用电器有物理上的连接，如果把有线供电的变压器耦合看作一个封闭系统，那么无线供电必须是一个开放式系统，即能量不是通过变压器磁芯来耦合，而是以电磁波辐射的方式由发射端经过一段距离后传到接收端，因此损耗比有线电源大得多，效率也低得多，更为麻烦的是随之而来的涡流问题、EMI和EMC问题就显得十分突出——在这样强大功率的磁场下，涡流可能会导致笔记本电脑内部的元件尤其是芯片类（包括CPU）严重发热，甚至损坏；同时，由于巨大的电磁辐射，可能会对笔记本电脑本身、电源网络以及周边环境造成严重干扰，甚至威胁。另外，笔记本电脑是一个集成度很高的便携式产品，内部空间极为有限，因此，要求无线电源必须重量轻、体积小，才有可能嵌入笔记本电脑内部。

图1

点磁共振芯片介绍

所幸的是，芯片VOX330MP05S和VOX20K3A使笔记本电脑的无线供电成为可能。这是一对基于电磁共振的专用大功率发射和大功率接收IC，具有较高的发射和接收效率，其外观见图1。

VOX330MP05S是一块3脚封装（与TO-220相当）的电磁共振专用发射芯片，具有高达100W的发射能力，而体积只有22mm×12mm×9.5mm，它的第1脚为电源端，工作电压9～12V，3脚为地，2脚为输出端，IC内建振荡器、电压比较器、功率限幅器、推动电路和功率输出管，其输出端可承受1000V以上的高压脉冲，非常适用于高压驱动的应用。图2就是利用220V~整流后给电磁共振回路供电的一个实例。

图中C4、T1和C3组成滤波网络，串联于电网与发射电路之间，作用是用于吸收发射电路中的谐波反馈到电网上，也可以防止电网上的浪涌电压对发射电路的影响。4个二极管和C2为整流、滤波电路，直接将220V~的市电整流得到一个约300V的直流电压，这个电压经L1和C1组成的并联谐振回路加到VOX330MP05S的输出端，图中DC为一个12V/100mA的电源转换模块，为IC1提供工作电压。

VOX20K3A是一块五脚厚膜封装电路，尺寸为33mm×30mm×6.3mm，内部集中了电磁共振所需要的相位检测、电压检测、电流检测、功率校正等功能，其应用的工作原理图见图3。

VOX20K3A需要提供一个5V的工作电压，工作电流约30mA，可由LM78L05提供，2脚上的硅稳压管决定了整个电源的输出电压，关系为：Vout = DW + 1.2V ，因此，不同的稳压管将得到不同的输出电压，但稳压管必须在9～24V之间选择。A1和A2分别为补偿输入和输出端，C1为输入电容，L1和L2为两个串联的接收线圈，也可以用一个线圈代替，VD1和VD2为整流管，选用快速管或肖特基管，电流大于3A即可。L3、L4及C4～C9为滤波电路，用于减少纹波，稳定电压。