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無線功率傳輸充電器設(shè)計(jì)的組件
無線功率傳輸充電器設(shè)計(jì)的組件
無線電源傳輸不只是方便您在工作期間為手機(jī)充電的便利。無線物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品包裝的環(huán)境將需要某種方式來盡可能長(zhǎng)地延長(zhǎng)使用壽命，而無需手動(dòng)更換電池。無線電源傳輸是實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的一種方法，無需派遣技術(shù)人員到處更換電池。如果您對(duì)無線電源傳輸感興趣，這是您需要了解的內(nèi)容以及在市場(chǎng)上可以找到的組件的一些選項(xiàng)。
無線電源傳輸?shù)念愋?span>
無線功率傳輸以兩種可能的模式發(fā)生：感應(yīng)耦合和共振感應(yīng)充電。兩種方法都是近場(chǎng)方法，即，被充電的設(shè)備需要非常靠近充電器。大多數(shù)無線充電系統(tǒng)指定的范圍小于50毫米，并且將接收設(shè)備放置在距離充電器更近的位置可提供更快的充電速度。
兩者之間的主要區(qū)別在于調(diào)音。對(duì)于電感耦合充電器，發(fā)送和接收設(shè)備都使用電感值在μH范圍內(nèi)的大線圈。通常布置發(fā)射線圈和接收線圈，使得接收裝置使電壓/電流升高或降低，以處于電池的適當(dāng)充電范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)置接收到的電壓/電流，以使充電時(shí)間最短，同時(shí)防止過度充電，這會(huì)縮短電池壽命。
在諧振感應(yīng)式充電器中，電容器與線圈一起使用以創(chuàng)建串聯(lián)LC諧振器?？梢哉{(diào)整LC電路的諧振頻率以匹配接收信號(hào)的頻率，從而使接收器中的電流最大化。這可以通過變?nèi)荻O管，小型微控制器和具有反饋環(huán)路的小型電流檢測(cè)放大器來完成。然后將其用于調(diào)節(jié)來自變?nèi)荻O管的電容，使其處于一定范圍內(nèi)。
無線電源聯(lián)盟有兩種關(guān)于無線電源傳輸產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)（“ Qi”標(biāo)準(zhǔn)）和電源問題聯(lián)盟指定。對(duì)于通常可以通過C型電纜充電的設(shè)備，可以使Qi標(biāo)準(zhǔn)與USB-PD兼容。下表總結(jié)了兩個(gè)組織指定的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于不充電的無線電力傳輸，適用相同的概念：以感應(yīng)方式接收電源，然后將其發(fā)送到下游以為設(shè)備供電而不充電。只需使用沒有電池管理功能的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓器，您就可以從遠(yuǎn)處為設(shè)備供電。
無線電源傳輸?shù)慕M件
下面顯示的組件可用于感應(yīng)耦合或磁共振感應(yīng)感應(yīng)無線電力傳輸模式。您需要的組件分為3個(gè)區(qū)域：
功率調(diào)節(jié)和電池管理：這包括在Tx端用于開/關(guān)切換的FET，在Rx端的標(biāo)準(zhǔn)功率調(diào)節(jié)器，或在Rx端具有電池管理的調(diào)節(jié)器。
發(fā)送和接收：需要通過高電感線圈有效地發(fā)送和接收功率；然后，您需要添加一個(gè)電容器或變?nèi)荻O管，以將諧振頻率調(diào)諧到Tx頻率。
整流：需要直流電源為電池充電，因此需要一個(gè)小的整流器和功率電容器才能將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電。
控制和調(diào)整：您可能希望打開或關(guān)閉設(shè)備，以及通過標(biāo)準(zhǔn)接口控制任何IC。
ADI公司LTC4124
如果您正在尋找一種緊湊的解決方案，以便為小型可穿戴設(shè)備或其他低功率設(shè)備中的低容量電池充電，那么ADI公司的LTC4124是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。這種小型SMD組件提供了引腳可選的電壓和電流輸出（分別高達(dá)100 mA和最大4.35 V）。對(duì)于溫度合格的充電，該組件包括一個(gè)NTC電阻輸入，從而無需使用MCU來實(shí)現(xiàn)控制功能。
具有LTC4124無線功率傳輸控制器的無線充電應(yīng)用電路。從LTC4124數(shù)據(jù)表中獲取。
英飛凌的BSC065N06LS5ATMA1 N溝道MOSFET是MOSFET OptiMOS系列的一部分。該組件的額定輸出為60 V，低通態(tài)電阻（6.5 mOhm），漏極電流為64A。邏輯電平驅(qū)動(dòng)意味著該MOSFET具有較低的柵極閾值電壓，從而允許該器件由微控制器的5 V輸出驅(qū)動(dòng)。這使得該部件成為電感耦合或諧振電感無線功率傳輸電路的中心部分。8引腳SMD封裝還允許該組件輕松安裝到小型PCB中。
BSC065N06LS5ATMA1 MOSFET的封裝和引腳圖。
無線電源傳輸?shù)钠渌M件
無線功率傳輸系統(tǒng)將在Tx和Rx端需要其他組件，以幫助最大程度地實(shí)現(xiàn)與線圈之間的功率傳輸，調(diào)節(jié)DC輸出并為諧振功率傳輸電路提供調(diào)諧。
用于調(diào)諧諧振無線功率傳輸電路的MCU
功率調(diào)節(jié)器組件
變?nèi)荻O管，用于調(diào)諧電路