P1 tx

Resonare

120 W LCC-S 谐振式无线充电：发射板 + 接收板

Resonare (Latin: “to resound”) is an open-source 120 W wireless charger built on an LCC-S resonant topology. A 24 V transmitter drives a full bridge into an LCC compensation network; the receiver rectifies, steps down with a synchronous buck and charges a supercapacitor bank through an ideal-diode stage. Both boards are 4-layer KiCad 10 designs with complete fabrication outputs.

发射板 TX（82 × 60 mm）	接收板 RX（75 × 60 mm）

PCB 走线

	顶层 F.Cu	底层 B.Cu（从背面看）
发射板 TX
接收板 RX

第 2 层为整层地、第 3 层为整层电源（TX：VBUS；RX：VRECT），图中只画出两个外层。

目录

• 主要指标
• 系统结构
• 仓库结构
• 打开工程
• 打样与装配
• 设计要点
• 安全提示
• 许可证
• 致谢

主要指标

系统结构

flowchart LR
    subgraph TX [发射板]
        IN[24 V 输入<br/>保险丝 · TVS · 电流采样] --> FB[全桥<br/>4 × BSC070N10NS3G<br/>2 × UCC27211]
        FB --> LCC[LCC 补偿<br/>Lf · Cf · Ct]
        MCUT[STM32G474<br/>HRTIM · ADC · 比较器] --> FB
        AUXT[辅助电源<br/>24→12 V / 5 V / 3.3 V]
    end
    LCC -. 线圈 Lt ~ 磁耦合 ~ Lr .-> RECT
    subgraph RX [接收板]
        RECT[Cr + 全桥整流<br/>4 × SB2060L] --> BUCK[同步 Buck<br/>2 × BSC070N10NS3G<br/>UCC27211]
        BUCK --> OUT[电流采样 · 理想二极管<br/>LM74700 + N-MOS]
        OUT --> CAP[(超级电容组)]
        MCUR[STC32G12K128<br/>PWM · ADC · 比较器] --> BUCK
        AUXR[辅助电源<br/>VRECT→12 V / 5 V / 3.3 V]
    end

• 发射端过流保护：INA240 输出同时进 ADC 和片内比较器（COMP1），比较器直接触发 HRTIM 故障关断。
• 接收端过流保护：充电电流进 ADC 和片内比较器，比较器阈值用片内 1.19 V 基准，对应约 11.9 A。
• 防倒灌：同步 Buck 上管的体二极管会让超级电容反向放电到 VRECT，所以输出端串联 LM74700 + N-MOS 理想二极管，由 MCU 的 CHG_EN 控制。
• 接收端的辅助电源只从 VRECT 取电。小车离开发射线圈后，接收端 MCU 掉电，Buck 停止，理想二极管关断。
• 发射与接收的地完全隔离（GND / GND_RX）。

更完整的说明见 docs/design.md。

仓库结构

.
├── p1_tx/                 发射板 KiCad 工程（原理图 + PCB）
│   └── fab/               发射板生产文件（Gerber zip、BOM、坐标、装配图、DRC 报告）
├── p1_rx/                 接收板 KiCad 工程
│   └── fab/               接收板生产文件
├── p1/                    整机原理图（发射与接收在同一个工程里，作系统参考）
│   └── 3dmodels/          第三方 3D 模型的来源清单（模型文件不随仓库分发）
├── docs/
│   ├── design.md          设计说明
│   └── schematics/        原理图 PDF（不装 KiCad 也能看）
├── images/                3D 渲染图
├── CHANGELOG.md
└── LICENSE                CERN-OHL-S-2.0

打开工程

1. 安装 KiCad 10.0 或更新版本。
2. 打开 p1_tx/p1_tx.kicad_pro（发射板）或 p1_rx/p1_rx.kicad_pro（接收板）。自定义符号在各工程自带的 p1_parts.kicad_sym 里；封装全部来自 KiCad 官方库。
3. 3D 模型（可选）：有 9 种器件的 3D 模型不在 KiCad 官方库里，版权也不允许随仓库再分发。按 p1/3dmodels/README.md 下载到 p1/3dmodels/，3D 查看器（Alt+3）里就能看到完整模型。不下载也不影响原理图、PCB 和生产文件。

打样与装配

生产文件已经导出好，坐标原点在板的左上角：

下单要点：

• 4 层，1.6 mm FR4，外层 2 oz、内层 1 oz，无铅喷锡，过孔盖油。
• 叠层顺序：F.Cu / In1（地）/ In2（电源：TX 为 VBUS，RX 为 VRECT）/ B.Cu。内层顺序不能调换。
• 最小线宽 / 线距 0.2 / 0.2 mm，最小过孔 0.5 / 0.3 mm（焊环 0.1 mm）。外层 2 oz 下请对照板厂工艺能力确认。
• 接收板有 2 个 0.6 × 1.7 mm 金属化槽孔。
• 线圈（L302、L601）在板外，BOM 里的线圈条目不贴装。安装孔 H1–H4 为 M3。
• 为了版面整洁，丝印上放不下的一些小阻容位号只保留在装配层（F.Fab），焊接时请对照装配图。

DRC 里保留了几条已接受的丝印告警：驱动器封装的 1 脚标记压在自举电容焊盘上 0.05–0.14 mm；接线端子外框到达板边。这两种情况板厂都会自动裁掉焊盘上和板外的丝印。

设计要点

• 栅极回路最小化：半桥驱动器夹在上下管的栅极之间，LO / VSS 对着下管，HO 从自举电容两焊盘之间穿出，栅极电阻紧贴 MOS。
• 完整的回流平面：第 2 层整层是地，第 3 层整层是电源。高 di/dt 的信号都走在顶层，紧贴地平面；底层贴着电源平面，只走慢信号和跨越线。
• 开尔文采样：四端分流电阻的检测端单独引线，成对走到 INA240；ADC 的 RC 滤波放在 MCU 引脚旁。
• 功率铺铜：开关节点铺铜面积受控，输入去耦电容紧贴 MOS 管；两面地铺铜，用缝合过孔连到地平面。
• LCC 电感下方挖空内层：发射端 Lf 流过全部逆变电流，其下方的内层平面挖空，避免涡流发热。接收端 Buck 电感只有纹波电流，下方平面保留，起屏蔽作用。

详见 docs/design.md。

安全提示

• 谐振网络（Cf、Ct、Cr、线圈）上的电压可以远高于直流母线电压，通电时不要触碰。
• 超级电容组储能大、短路电流大：接线前先确认极性（XT60：焊盘 1 为负、焊盘 2 为正），调试时加限流。
• 首次上电请用限流电源，按“辅助电源 → MCU → 驱动 → 小功率 → 满功率”逐级进行。
• 线圈之间留足间隙，使用尼龙柱安装（接收板背面丝印有提示）。

许可证

本项目的硬件设计文件（原理图、PCB、生产文件、文档）采用 CERN Open Hardware Licence Version 2 – Strongly Reciprocal (CERN-OHL-S-2.0)。

简单说：可以自由使用、学习、修改、生产和销售；但如果你发布修改后的设计，或者销售基于它的产品，必须用同样的许可证公开对应的设计源文件。

第三方封装、符号和 3D 模型各自遵循其原始许可，不在本许可证范围内。

致谢

• KiCad 及其官方符号 / 封装 / 3D 库。
• 器件 3D 模型的来源见 p1/3dmodels/SOURCES.md。

欢迎通过 Issue 反馈问题或提出改进。