前言

本期方案解析带来的是旋依科技300W大功率氮化镓无线充电设备的方案解析，这款无线充电设备由发射模块，发射线圈，接收线圈和接收模块组成，采用磁耦合共振技术，支持220Vac市电供电，输出电压范围为18-60V，支持24V、36V、48V电池组，支持为锂电池，铅酸电池等充电，最大充电电流可达5A。

无线充电设备支持宽工作范围温度和高防护等级，并具备完善的保护功能，支持过流、过压、过温、反极、短路和开路保护，支持30mm无线充电距离，支持20mm偏移范围，适合为地面巡检机器人、轨道机器人、巡检无人机、AGV、物流机器人、服务机器人、军用机器人、水下机器人、扫地机器人等充电。

其中无线充电设备通过UWB进行通信，相比无线充电带内通信，具有传输速率高，抗干扰能力强，在发射模块和接收模块中提供安全可靠的通信能力，提升产品的安全性。此外在无线充电发射模块内部还应用了致能的氮化镓开关管，进一步提升转换效率，降低散热需求。下面充电头网就带来这款无线充电的方案解析，一起来看看这款无线充电设备的设计和用料。

旋依科技T300大功率无线充电设备外观

旋依科技无线充电设备由一个无线发射端和两个接收端组成。

无线充电发射端采用铝合金外壳，正面印有旋依科技字样。

型号：T300M 无线功率发射器

输入：100~264Vac 1.9A 50/60Hz

深圳市旋依科技有限公司

无线充电发射线圈设有连接接线，中心同心圆为线圈区域，边缘设有开孔用于固定。

无线充电接收模块特写，为圆形设计，机身侧面设有输出线。无线充电接收模块采用塑料材质外壳，上方设有指示灯，中间位置设有散热片为接收器散热。

输出线设有网尾进行抗弯折保护。

另一款无线充电接收模块由接收线圈和无线充电接收器组成。接收线圈固定在金属支架上。

拧开固定螺丝，拆开接收线圈。

接收线圈内部通过灌封密封。

接收器粘贴铝合金散热片。

接收器输入端连接接收线圈和UWB通信天线，UWB通信天线特写。

旋依科技T300大功率无线充电设备拆解

看完了旋依科技这款无线充电设备的外观展示，下面就进行内部解析，一起看看设计和用料。

首先拧开螺丝，拆开无线充电发射端外壳。

壳体内部一览，左侧设有指示灯，电源插座和散热风扇，依次设有PFC模块，右侧上方设有UWB通信模块，下方设有无线通信模块。

PCBA模块通过螺丝固定。

PFC模块输入端采用插接件连接。

无线充电模块输入端采用XT30插接件连接。

无线充电模块输出端采用XT60插接件连接。

UWB通信模块设有导线连接到指示灯和无线充电模块。

UWB通信模块设有连接器和馈线。

从壳体内部取出PCBA模块，壳体对应PCBA模块之间设有导热垫散热。

PFC模块，无线充电模块和无线通信模块一览。

PFC模块正面一览，左侧下方设有接线柱，保险丝，压敏电阻，左侧上方设有热敏电阻，安规X2电容，共模电感。中间位置设有PFC控制器，氮化镓开关管和碳化硅二极管，右侧设有PFC升压电感和高压滤波电容。

PFC模块背面设有整流桥。

14D561K蓝色压敏电阻用于吸收过压浪涌。

两颗蓝色插件Y电容特写。

NTC热敏电阻丝印5D-15。

安规X2电容来自天泰，规格为0.22μF。

整流桥来自乐山无线电，型号GBU8K，规格为800V 8A，采用GBU封装。

PFC控制器来自英飞凌，型号ICE3PCS03G，是一颗CCM模式PFC控制器，具有精确可调节的开关频率，集成数字电压环路补偿，具备快速输出动态响应和外部同步，采用DSO-8封装。

PFC开关管来自致能，型号ZN65C1R200L，为Cascode级联结构的氮化镓开关管，耐压700V，瞬态耐压为800V，导阻200mΩ，栅极支持20V耐压，具备低栅极电荷，有效简化驱动电路。适用于快充、通信电源、数据中心和照明应用，采用DFN8*8封装。

致能 ZN65C1R200L 资料信息。

50mΩ取样电阻用于检测PFC开关管电流。

PFC整流管来自科尼盛，型号KN3D10065G，为碳化硅二极管，规格为650V 10A，采用DFN8*8封装。

高压滤波电容来自江海，为CD29H长寿命，耐大纹波电流电解电容，规格为450V220μF。

无线充电模块一览，左侧上方为无线充电主控芯片，隔离驱动芯片和驱动器芯片，下方设有隔离变压器，氮化镓开关管和薄膜滤波电容，右侧设有滤波电感，谐振电感和谐振电容。右上方设有开关电源，用于为无线充电模块，PFC模块和UWB通信模块供电。

无线充电模块背面设有整流管和稳压芯片。

电流检测芯片来自德州仪器，丝印1AED，型号INA181，是一颗双向低侧和高侧电压输出电流检测放大器，采用SOT23封装。

薄膜滤波电容来自厦门法拉电子，规格为500V 5μF。

无线充电控制器来自德州仪器，型号TMS320F28032，芯片内置C2000 32位MCU，主频为60MHz，内置64KB FLASH和20KB RAM，采用TQFP64封装。

芯片外置20.000MHz时钟晶振。

同步降压芯片来自矽力杰，丝印WC，型号SY8113B，是一颗4.5-18V输入电压的同步降压转换器，芯片内部集成开关管，支持3A输出电流，开关频率为500KHz，采用TSOT23-6封装。

10μH合金电感特写。

稳压芯片来自意法半导体，型号LD1117AS33TR，支持15V输入电压，输出电压为3.3V，输出电流1A，采用SOT-223封装。

隔离通信芯片来自川土微，型号CA-IS3050G，符合ISO 11898-2物理层技术规范，支持1Mbps传输速度和5000Vrms隔离能力，采用SOIC8-WB封装。

驱动器来自微芯科技，型号TC4424A，为双路3A驱动器，支持CMOS和TTL电平输入，采用SOIC8封装。

四颗氮化镓开关管组成全桥，用于无线充电输出。

无线充电开关管来自致能，型号ZN70G1R120L，为Cascode级联结构的氮化镓开关管，耐压700V，瞬态耐压为800V，导阻120mΩ，栅极支持20V耐压，具备低栅极电荷，有效简化驱动电路。适用于快充、通信电源、数据中心和照明应用，采用DFN8*8封装。

致能 ZN70C1R120L 资料信息。

三颗薄膜谐振电容来自厦门法拉，规格分别为0.056μF，0.022μF和0.015μF。

电流互感器用于检测输出电流。

开关电源主控芯片来自洪利发，型号UC2845A，是一颗电流模式PWM控制器，采用SOP8封装。

开关管来自安森美，型号FQP2N90，NMOS，耐压900V，导阻7.2Ω，采用TO-220封装。

高压瓷片电容来自松田电子，规格为0.01μF 1KV。

亿光EL817光耦用于输出电压反馈。

滤波电容来自艾华，规格为25V220μF。

稳压芯片丝印53A50。

TL431电压基准特写。

无线通信小板设有主控MCU，隔离通信芯片和UWB模块。

小板背面没有元件。

主控MCU来自极海，型号APM32F103RCT6，为工业级主流MCU，芯片内置ARM Cortex M3内核，主频为96MHz，内置256KB FLASH和64KB SRAM，具备USART、I2C、SPI、USB、CAN、SDIO和EMMC接口，采用LQFP64封装。

意法半导体 LD1117AS33TR 稳压芯片为MCU供电。

隔离通信芯片来自川土微，型号CA-IS3050W，符合ISO 11898-2物理层技术规范，支持1Mbps传输速度和5000Vrms隔离能力，采用SOIC16-WB封装，用于CAN总线通信隔离。

隔离通信芯片来自川土微，型号CA-IS3722HS，是一款高性能双通道数字隔离器，支持150Mbps传输速率，具备3750Vrms隔离能力，采用SOIC8-NB封装。

485收发器来自亚德诺，型号MAX485，是一款低功耗RS485/RS422收发器，支持2.5Mbps传输速率，采用8 SO封装。

亿光EL357隔离光耦用于485通信使能控制。

小板上焊接UWB无线通信模块，模块采用Qorvo DW1000 UWB收发器芯片，支持110kbit/s，850kbit/s和6.8Mbit/s传输速率，支持3.5-6.5GHz传输频率，支持2.8-3.6V单电压供电，采用QFN48封装。

小板侧面通信和供电接口特写。

接下来拆解无线充电接收模块，拧下固定螺丝，拆开外壳，内部设有无线充电接收器和接收线圈。

无线充电接收器通过螺丝固定。

壳体内部设有FPC天线。

LED指示灯通过胶水粘贴固定。

无线充电接收器下面是接收线圈。

线圈背面粘贴隔磁片。

线圈引出线外套热缩管绝缘。

无线充电线圈采用丝包线绕制。

拧下固定螺丝拆开无线充电接收器外壳。

壳体内部设有两块PCB板，通过排针连接。

FPC天线通过插接件连接。

拆下上层的控制小板，底部设有无线充电同步整流小板。

接收线圈焊接连接到同步整流小板。

小板输出侧焊接正负极连接导线。

壳体内部PCBA模块对应电解电容的位置镂空，降低厚度。

控制小板设有无线通信模块，降压芯片，MCU，电压比较器和运放。

另一面设有降压电感，滤波电容，与门和与非门芯片。

主控MCU来自极海，型号APM32F103RBT6，为工业级主流MCU，芯片内置ARM Cortex M3内核，主频为72MHz，内置32KB FLASH和10KB SRAM，具备USART、I2C、SPI、USB、CAN、SDIO和EMMC接口，采用LQFP64封装。

MCU外置12.000MHz时钟晶振特写。

意法半导体 LD1117AS33TR 稳压芯片为MCU供电。

电压比较器来自德州仪器，型号LM2903，为通用双路比较器，采用SOIC8封装。

运放芯片来自德州仪器，型号LM2904B，为行业标准双路运算放大器，采用SOIC8封装。

降压芯片来自芯源系统，型号MP9486A，是一颗4.5-100V宽输入电压的开关降压芯片，芯片支持1A输出电流，具备过热保护和短路保护，采用SOIC-8 EP封装。

搭配使用的47μH合金电感特写。

输出滤波电容规格为100μF25V。

降压芯片采用矽力杰SY8113B。

10μH合金电感特写。

输出滤波电容规格为47μF25V。

无线通信模块采用Qorvo DW1000 UWB收发器芯片。

底部小板焊接谐振电容，同步整流管，驱动器，保险丝和滤波电容。

小板背面焊接取样电阻。

同步整流管来自华羿，型号HYG080N10LS1C2，NMOS，耐压100V，导阻6.9mΩ，采用PDFN5*6-8L封装。

半桥驱动器来自安趋，型号ID7S210AD，耐压200V，具备1A输出电流能力，采用SOIC8封装。

整流二极管来自辰达半导体，型号ES1D，为超快恢复二极管，规格为200V 1A，采用SMA封装。

另外两颗二极管型号相同。

两颗输出滤波电容来自永铭，为LKM系列长寿命电解电容，规格为390μF80V。

输出保险丝规格为10A。

PCBA模块背面设有1mΩ电流取样电阻。

单运放来自德州仪器，丝印1SPF，型号为LM321LV，为LM321运放的替代产品，具备更好的低压性能，采用SOT23封装。

输出控制管采用华羿HYG080N10LS1C2。

最后来拆解外置的无线充电接收器。

内部PCBA模块焊接无线通信模块。

两个无线充电接收器内部用料相同，节省篇幅不再赘述。

充电头网总结

旋依科技300W大功率无线充电设备由发射模块，发射线圈，接收线圈和接收模块组成，采用磁耦合共振技术。发射模块采用220Vac市电供电，接收模块输出电压范围为18-60V，可为24V-48V的电池组充电，支持锂电池和铅酸电池，充电电流可达5A。模块支持30mm无线充电距离和20mm偏移范围，并具备完善全面的保护功能。

充电头网通过解析发现，发射模块由PFC模块，无线充电模块和无线通信模块组成，PFC模块和无线充电模块都使用了致能的氮化镓开关管，ZN65C1R200L用于PFC升压，ZN70G1R120L用于无线充电输出。无线充电模块采用德州仪器TMS320F28032控制器进行无线充电控制，极海APM32F103RCT6 MCU用于无线通信控制。

接收模块内部采用极海APM32F103RBT6用于同步整流控制和输出电压电流控制，同步整流管来自华羿。整套无线充电设备中采用Qorvo DW1000 UWB收发器芯片用于无线通信，相比传统方案中的带内通信，具备更高的传输速率和更强的抗干扰能力，更适应恶劣场合的无线充电应用。