移動設備的電源信號鏈

今天的電子產品正在從有線連接過渡到無線連接。這一趨勢從手機和平板電腦等低壓設備開始，發(fā)展到個人電腦和電動工具等高壓設備。隨著更高電壓和功率的應用，這一趨勢繼續(xù)增長。電池技術和感應式電力傳輸（無線電力）的進步也在推動這一變化。電池的進步使產品能夠以傳統(tǒng)鉛酸電池的一小部分重量保持更大的容量。

移動應用程序在設備空閑時對電池充電很容易受到機械疲勞的影響。無線電力技術在效率和傳輸?shù)碾娏糠矫嫒〉昧孙@著進步，允許發(fā)射設備為移動設備的電池充電，同時也為移動設備供電。

圖 1 – 便攜式設備無線充電框圖：

這個成功的組合（圖 1）說明了 6V 至 16V 系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。當移動設備未與無線發(fā)射器對接時，系統(tǒng)由電池供電。RAJ240045是一款具有微控制器和電池前端功能的設備。RAJ240045 是系統(tǒng)的大腦，支持 3 到 4 節(jié)鋰離子電池。

作為一個功能塊，RAJ240045 被編程以監(jiān)控電池組的每個電池，測試電池電壓、電池組電流和極端溫度。如果滿足任何極端條件，該設備將控制將電池連接到系統(tǒng)的功率 FET，確保電池和系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。該設備具有非常精確的電流測量（18 位）和檢測脈沖放電電流的功能，從而使設備提高了電池組電流的采樣率。這些功能可實現(xiàn)準確的電量計量。MCU 通過 I2C 通信、ADC 測量和 GPIO 控制和監(jiān)視信號鏈的其余部分。

雙向降壓升壓控制器連接到 RAJ240045。當系統(tǒng)連接到無線接收器 （W_RX） 時，電流從 W_RX 流向電池。電池通過 RAJ240045 調節(jié)電壓并將電流鉗制到電池輸入。MCU 監(jiān)控輸入和輸出電流，作為系統(tǒng)和冗余安全檢查。ISL81401 具有電流、電壓和溫度的安全比較。電源良好引腳可用作快速狀態(tài)報告的中斷。

ISL81401是一款雙向降壓升壓穩(wěn)壓器。當無線發(fā)射器 （W_TX） 未連接到系統(tǒng)時，電池為系統(tǒng)供電。電流從電池流向系統(tǒng)。調節(jié)節(jié)點位于無線充電輸出和 ISL81401 的輸入之間。功能塊的其他部分考慮因素是ISL9238和ISL9241。這些部件具有數(shù)字編碼的充電器算法，用于簡化信號鏈。

降壓升壓控制器連接到無線接收器 （ P221-R ） 和系統(tǒng)。P9221-R 與P9242-R（無線發(fā)射器）配對，可向移動設備提供高達 15W 的功率，隔離電源效率為 87%。P9221-R 通過 I2C 和中斷引腳連接到 RAJ240045 （MCU）。MCU 用于啟用和終止與發(fā)送器的通信。MCU 還監(jiān)控輸出電壓、負載電流和溫度，以確定系統(tǒng)的運行狀況。接收器輸出電壓通過電阻編程為 9V 或 12V。這些電壓適用于 3 至 4 節(jié)電池系統(tǒng)。

無線芯片組具有異物檢測 （FOD） 功能，可檢測金屬物體或任何改變傳輸?shù)浇邮掌鞯拇艌龅脑O備。周期性地，接收器和發(fā)射器通信以確定發(fā)射與接收的功率量。通過調制發(fā)射電流和電壓以感應方式進行通信。如果出現(xiàn)無法解釋的斷電，則設置一個標志。芯片組具有對齊寄存器，指示接收設備在 x 或 y 方向上偏離發(fā)射器真實中心的量。該芯片組通過WPC1.2 3 行業(yè)標準。

在調節(jié)節(jié)點和 P9221-R 的輸出之間需要一個 p 溝道 FET，以防止在禁用接收器或未連接發(fā)送器 （P9242-R） 時出現(xiàn)異常操作。PMOS 由 RAJ240045 控制。

該解決方案用于通過電力傳輸或電池為系統(tǒng)供電。該系統(tǒng)假定所有組件在物理上彼此相鄰。其他系統(tǒng)是由位于電池和充電器上的電子設備構成的。兩種解決方案都取決于最終應用。

通過這種新方法，瑞薩電子使合作伙伴和設計師能夠加速他們的設計并通過我們的互補產品組合提供全面的解決方案。

審核編輯：郭婷