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無線功率傳輸充電器設計的組件
無線功率傳輸充電器設計的組件
無線電源傳輸不只是方便您在工作期間為手機充電的便利。無線物聯網產品包裝的環境將需要某種方式來盡可能長地延長使用壽命，而無需手動更換電池。無線電源傳輸是實現此目標的一種方法，無需派遣技術人員到處更換電池。如果您對無線電源傳輸感興趣，這是您需要了解的內容以及在市場上可以找到的組件的一些選項。
無線電源傳輸的類型
無線功率傳輸以兩種可能的模式發生：感應耦合和共振感應充電。兩種方法都是近場方法，即，被充電的設備需要非常靠近充電器。大多數無線充電系統指定的范圍小于50毫米，并且將接收設備放置在距離充電器更近的位置可提供更快的充電速度。
兩者之間的主要區別在于調音。對于電感耦合充電器，發送和接收設備都使用電感值在μH范圍內的大線圈。通常布置發射線圈和接收線圈，使得接收裝置使電壓/電流升高或降低，以處于電池的適當充電范圍內。設計目標是設置接收到的電壓/電流，以使充電時間最短，同時防止過度充電，這會縮短電池壽命。
在諧振感應式充電器中，電容器與線圈一起使用以創建串聯LC諧振器。可以調整LC電路的諧振頻率以匹配接收信號的頻率，從而使接收器中的電流最大化。這可以通過變容二極管，小型微控制器和具有反饋環路的小型電流檢測放大器來完成。然后將其用于調節來自變容二極管的電容，使其處于一定范圍內。
無線電源聯盟有兩種關于無線電源傳輸產品的標準（“ Qi”標準）和電源問題聯盟指定。對于通常可以通過C型電纜充電的設備，可以使Qi標準與USB-PD兼容。下表總結了兩個組織指定的設備標準。
對于不充電的無線電力傳輸，適用相同的概念：以感應方式接收電源，然后將其發送到下游以為設備供電而不充電。只需使用沒有電池管理功能的標準穩壓器，您就可以從遠處為設備供電。
無線電源傳輸的組件
下面顯示的組件可用于感應耦合或磁共振感應感應無線電力傳輸模式。您需要的組件分為3個區域：
功率調節和電池管理：這包括在Tx端用于開/關切換的FET，在Rx端的標準功率調節器，或在Rx端具有電池管理的調節器。
發送和接收：需要通過高電感線圈有效地發送和接收功率；然后，您需要添加一個電容器或變容二極管，以將諧振頻率調諧到Tx頻率。
整流：需要直流電源為電池充電，因此需要一個小的整流器和功率電容器才能將接收到的信號轉換為直流電。
控制和調整：您可能希望打開或關閉設備，以及通過標準接口控制任何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備或其他低功率設備中的低容量電池充電，那么ADI公司的LTC4124是一個不錯的選擇。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100 mA和最大4.35 V）。對于溫度合格的充電，該組件包括一個NTC電阻輸入，從而無需使用MCU來實現控制功能。
具有LTC4124無線功率傳輸控制器的無線充電應用電路。從LTC4124數據表中獲取。
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，低通態電阻（6.5 mOhm），漏極電流為64A。邏輯電平驅動意味著該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輸出驅動。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。
無線電源傳輸的其他組件
無線功率傳輸系統將在Tx和Rx端需要其他組件，以幫助最大程度地實現與線圈之間的功率傳輸，調節DC輸出并為諧振功率傳輸電路提供調諧。
用于調諧諧振無線功率傳輸電路的MCU
功率調節器組件
變容二極管，用于調諧電路