无线充电技术的GPS终端自动开机设计
行涓脉电流充电(电流为几个mA)。充电至3.2 V时,芯片内ROM程序启动,进入开机控制程序,并检测Vbat是否大于某一设定开机电压值。此值可以根据实际情况软件设定:若过低如3.3 V,可能导致开机不稳定、不成功;若过高,则充电开机时间太长;本设计选择3.5V电压,若高于3.5 V,则软件开机,执行初始化系统、GSM找网询网、配置GPS模块等操作。具体的开机流程见图4。
3 制作和测试分析
根据原理图所示设计PCB,经过PCB印制电路板制作,并进行SMT,得到无线充电接收模块,如图5(a)所示。尺寸为50×32×1.0 mm3。与GPS定位主板组装后,形成便携式防水设备,整机尺寸为85×55×35 mm3。把设备放于无线充电发射端上,进行无线充电与自动开机测试,如图5(b)所示,下方白色底座是无线充电发射端,上方黑色小盒是防水GPS终端设备。
经过测试,通过UART串口获得设备软件trace信息,如图6所示,并可得到充电电压与时间图,如图7所示。
由图7可知,无线充电接收模块可以为设备进行无线充电,电流为500 mA,充电分几个阶段,涓脉电流充电阶段(Vbat《3.2 V)、正常充电阶段(Vbat》3.2 V)和正式开机充电阶段(Vbat》3.5 V)。值得注意的是,当电池电压低于3.2 V时,电池充电采用芯片PMU里的硬件静态涓脉电流充电。
预充电至3.2 V,出现trace则说明ROM软件已经启动。当电池电压大于3.5 V时,软件控制充电3 s,设备就能正常开机。
结语
基于无线充电技术,设计并实现了便携式GPS防水终端设备的无线充电和自动开机。设计制作完成的无线充电接收模块,尺寸为50×32×1.0 mm3。经过测试,无线充电接收模块能有效完成设备锂离子电池的充电,并且结合软件控制可实现设备的自动开机功能,达到预期效果,并形成实用化的产品。
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