簡(jiǎn)單而又先進(jìn)的無(wú)線電源充電設(shè)計(jì)

有多少手機(jī)，音樂(lè)播放器和其他便攜式設(shè)備已經(jīng)我們拋出，因?yàn)槠瑺铍娫催B接器扔進(jìn)垃圾桶?似乎需要充電我們的設(shè)備使得它使得最終的電源連接器將要強(qiáng)調(diào)的地步有間歇性連接或開(kāi)路。考慮到維修費(fèi)用，但不支付修復(fù)它(和好運(yùn)氣找到有人愿意來(lái)處理修復(fù))。答案之一勢(shì)頭是完全避開(kāi)連接器支持無(wú)線充電。

雖然新奇首先，無(wú)線充電已經(jīng)發(fā)展到這種地步知名廠商推出件和/或可以很容易地集成到您設(shè)計(jì)的整個(gè)解決方案。不再是有沒(méi)有必要手風(fēng)定制線圈墊或由無(wú)數(shù)手工捏造任務(wù)的限制。

本文將探討提供現(xiàn)成的無(wú)線充電技術(shù)以及零部件和解決方案的狀態(tài)。這些資源使得它更快，更容易的無(wú)線充電添加到您的設(shè)計(jì)，無(wú)需昂貴的重復(fù)和手工制造步驟。

這是一個(gè)變壓器

基本上，無(wú)線電力傳輸旁邊是一個(gè)線圈，或者換言之，變壓器的線圈。在這種情況下，變壓器是空氣耦合，而不是纏繞在一個(gè)共同的鐵氧體磁芯。在所有的情況下，為一邊振蕩，其場(chǎng)向外輻射，直到它切片通過(guò)另一個(gè)線圈中恢復(fù)電源在交流形式。

PCB跡線可以用作在一些情況下的線圈。與變壓器，電壓和電流比在PCB走線靠輪流初級(jí)和次級(jí)線圈的數(shù)目。其結(jié)果是，大小和跡密度可能限制變?yōu)榭赡茉赑CB和電??流的跟蹤可以攜帶的最大數(shù)量的數(shù)量。這使得真正的繞線圈更為可取和有效的。

作為電感器，這些變壓器線圈將表現(xiàn)出諧振頻率，而理想的是能夠選擇和微調(diào)要使用用于充電的頻率。每個(gè)主頻率會(huì)產(chǎn)生諧波，可能潛在地與其他RF鏈路干擾。根據(jù)您的設(shè)??計(jì)，選擇諧波頻率的能力可能有助于改善接收其他頻段的信號(hào)質(zhì)量。在某些情況下，掃掠頻率用于分發(fā)任何噪聲或干擾周圍的帶。此外，接收器部分通常調(diào)諧到相同的頻率為最大的功率傳輸。

盡管我們可以自由的基本設(shè)計(jì)我們自己的簡(jiǎn)單的電感耦合(或電磁耦合)的充電環(huán)節(jié)，幾個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出現(xiàn)了地址的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并試圖引起別人的注意。電源事項(xiàng)聯(lián)盟(PMA)提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一些生產(chǎn)商和零售商都接受。星巴克，例如，宣布將配售PMA充電器在其8000店，并且已經(jīng)在Android手機(jī)制造商京瓷支持。 PMA是吸收A4WP的功能，其Rezence是基于磁共振的原理的無(wú)線功率轉(zhuǎn)移技術(shù)和規(guī)范。然而，迄今為止最被廣泛接受的無(wú)線充電技術(shù)源于無(wú)線充電聯(lián)盟及其Qi標(biāo)準(zhǔn)。

多種選擇線圈和芯片

不管底層的發(fā)射和接收電路，無(wú)線充電需要線圈和組件制造商，如ABRACON，TDK，Vishay的戴爾和伍爾特，提供了廣闊的選擇的無(wú)線充電線圈(薯?xiàng)l)，該做的工作。找到一致的線圈的可靠的來(lái)源是支持大批量的生產(chǎn)運(yùn)行的重要。單線圈，雙層線圈和甚至雙線繞組可用于通過(guò)空氣間隙傳送相當(dāng)多的電流。

對(duì)于設(shè)計(jì)的充電座型，單線圈可以是最具成本效益的解決方案。像ABRACON AWCCA-50N50H40-C02-B的一部分是可以同時(shí)用作發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的單層線圈。 6.3微亨電感線圈設(shè)有72為6.4兆赫的自諧振頻率相當(dāng)高的Q因子。請(qǐng)注意，19毫歐的電阻。發(fā)射器線圈始終應(yīng)使用保護(hù)電路由于短路情況下將吸引超過(guò)50 A的1 V，采用這種情況下，作為一個(gè)例子。

供應(yīng)商的AWCCA-50N50系列，它包括AWCCA-50N50H40-C02-B，提供了可以從5.4到2.8至6 MHz操作初級(jí)電流11所述的支持各種版本。該公司提供的AWCCA系列無(wú)線充電線圈，它可以在Digi-Key的網(wǎng)站上的產(chǎn)品培訓(xùn)模塊。

當(dāng)您使用相同的線圈用于接收和發(fā)射能量的對(duì)稱性是好的，您可以從可能的更高級(jí)別的批量定價(jià)中受益，因?yàn)槟愕臄?shù)量增加一倍。然而，它可能不總是期望使用用于發(fā)送和接收相同的線圈。一方面，當(dāng)你有不同的線圈，可以有超過(guò)1：1的比例，這意味著你將與輸出電壓電平更大的靈活性。

許多廠商都生產(chǎn)用于發(fā)射和接收功率不同的線圈。就拿TDK WT-505060-10K2-A11-G單層能量發(fā)射線圈，還帶有一個(gè)6.3μH電感。這部分設(shè)有70的諧振Q因子，60毫歐的直流電阻，并設(shè)計(jì)成振蕩100kHz的共振。

相應(yīng)的接收具有相同的結(jié)構(gòu)和外形線圈可能是TDK WT505090-10K2-A11-G或任何公司的WT系列接收線圈的成員。

多單元的充電

較大的電荷的區(qū)域可以允許較少精確位置，或者甚至充電的多個(gè)小型設(shè)備時(shí)一個(gè)多線圈的設(shè)置用于像TDK的WT-1005660-12K2-A6-G。這種三線圈單層組件設(shè)有相當(dāng)一致的電感(12.5，11.5，和12.5μH)的三個(gè)線圈之間以及諧振在100千赫茲的頻率范圍(圖2)。[!--empirenews.page--]

TDK的超薄接收線圈單元，用于像其WRM483245-15F5-5V-G或類似薄低調(diào)平面線圈無(wú)線功率傳輸能夠更容易地安裝在手持式裝置的后殼體內(nèi)，只要它是不屏蔽材料。

發(fā)送和接收芯片

相關(guān)IC可以作為簡(jiǎn)單的振蕩器控制器，或者它們可以是更先進(jìn)的。隨著越來(lái)越多的關(guān)注正在從無(wú)線充電聯(lián)盟(WPC)支付給齊接口標(biāo)準(zhǔn)，更多的芯片制造商所提供的集成，外圍式的芯片，接管所有的收發(fā)功能。

是的，收發(fā)。具有益氣，雙向通信鏈路采用負(fù)載調(diào)制技術(shù)形成。這是非常有吸引力的，因?yàn)殡姵亟M現(xiàn)在可以報(bào)告到充電器為更快，更可靠的充電。

擁有超過(guò)200名會(huì)員，現(xiàn)代Qi標(biāo)準(zhǔn)允許共振充電在距離達(dá)35 mm離開(kāi)底板。我們的目標(biāo)是發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，以允許多達(dá)2000瓦大型設(shè)備和器具。

一些芯片制造商都涌入了游戲，發(fā)送和接收芯片，參考設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)套件。例如，東芝TB6860WBG，EL無(wú)線電源接收器芯片提供60毫安，3.3 V穩(wěn)壓輸出用于飼料模式的本地電路。它也可以在充電模式下操作，其中雙向通信可以發(fā)生與遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)通過(guò)先前討論的負(fù)載調(diào)制技術(shù)。內(nèi)置I2C通信端口允許局部微讀取電池狀態(tài)，并幫助做電源管理通過(guò)關(guān)閉發(fā)射器時(shí)，沒(méi)有必要。

即使加密可以安全運(yùn)行。這可被用于系鏈裝置，以便壓倒不會(huì)意外傳送到不同的接收器。開(kāi)關(guān)頻率可以在110?205 kHz的變化，幫助尋找高效率的最佳點(diǎn)共振。

飛思卡爾是認(rèn)真的無(wú)線電力以及其汽車級(jí)單和多線圈5 V控制器芯片，如MWCT1000CFM無(wú)線電力傳輸，這也是齊兼容。象其他部分，保護(hù)是內(nèi)置的過(guò)流和過(guò)壓以及熱停機(jī)。數(shù)字解調(diào)器內(nèi)減少了外部元件數(shù)量和處理異常情況。

飛思卡爾還提供了一個(gè)低成本的無(wú)線充電演示和開(kāi)發(fā)工具包。該WCT-5W1COILTX有助于緩解設(shè)計(jì)師到這個(gè)技術(shù)，包括國(guó)際電源適配器和支持。它是一個(gè)完整的系統(tǒng)解決方案，包含所有必要的硬件和軟件組件，以快速實(shí)現(xiàn)單線圈充電器解決方案。

德州儀器也是電源管理非常活躍，奇也不例外。通過(guò)分離從接收機(jī)的能量發(fā)射器，設(shè)備可以為每邊的功能進(jìn)行優(yōu)化。零件像BQ500210RGZT發(fā)射器和接收器，如BQ51013ARHLR范圍為20μA至2.5傳輸功能。

此外，TI還不能更容易地測(cè)試和評(píng)價(jià)技術(shù)，由于一對(duì)夫婦的參考設(shè)計(jì)(TI BQ500210EVM-689和TI BQ500210EVM-689)和開(kāi)發(fā)套件。該參考設(shè)計(jì)是像EP5220HPA11-1從Active半WPC認(rèn)證，TI和第三方的開(kāi)發(fā)工具包，也齊認(rèn)證，為的是伍爾特?zé)o線即插即用功率傳輸套件具有TI部件(圖3A和3B)。