無線充電技術(shù)及零部件和解決方案

　　有多少手機，音樂播放器和其他便攜式設(shè)備已經(jīng)我們拋出，因為片狀電源連接器扔進垃圾桶？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調(diào)的地步有間歇性連接或開路?？紤]到維修費用，但不支付修復(fù)它（和好運氣找到有人愿意來處理修復(fù)）。答案之一勢頭是完全避開連接器支持無線充電。

　　雖然新奇首先，無線充電已經(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)計的整個解決方案。不再是有沒有必要手風(fēng)定制線圈墊或由無數(shù)手工捏造任務(wù)的限制。

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

　　這是一個變壓器

　　基本上，無線電力傳輸旁邊是一個線圈，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，而不是纏繞在一個共同的鐵氧體磁芯。在所有的情況下，為一邊振蕩，其場向外輻射，直到它切片通過另一個線圈中恢復(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走線靠輪流初級和次級線圈的數(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。每個主頻率會產(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，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)計我們自己的簡單的電感耦合（或電磁耦合）的充電環(huán)節(jié)，幾個相互競爭的準標準已經(jīng)出現(xiàn)了地址的設(shè)計問題，并試圖引起別人的注意。電源事項聯(lián)盟（PMA）提供了一個標準，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線充電技術(shù)源于無線充電聯(lián)盟及其Qi標準。

　　多種選擇線圈和芯片

　　不管底層的發(fā)射和接收電路，無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線充電線圈（薯條），該做的工作。找到一致的線圈的可靠的來源是支持大批量的生產(chǎn)運行的重要。單線圈，雙層線圈和甚至雙線繞組可用于通過空氣間隙傳送相當(dāng)多的電流。

　　對于設(shè)計的充電座型，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用作發(fā)射機和接收機的單層線圈。 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。請注意，19毫歐的電阻。發(fā)射器線圈始終應(yīng)使用保護電路由于短路情況下將吸引超過 50 A的1 V，采用這種情況下，作為一個例子。

　　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操作初級電流11所述的支持各種版本。該公司提供的AWCCA系列無線充電線圈，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)射能量的對稱性是好的，您可以從可能的更高級別的批量定價中受益，因為你的數(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)計成振蕩100kHz的共振。

　　作為TDK的無線充電發(fā)射線圈單元的一部分，該公司提供了完整的組件疊層準備安裝（圖1）。

　　圖1：OEM產(chǎn)品包含的組件疊層中準備直接安裝，從而提供一致的性能，并減少制造步驟。

　　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小型設(shè)備時一個多線圈的設(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）的三個線圈之間以及諧振在100千赫茲的頻率范圍（圖2）。

　　圖2：多線圈組件是預(yù)制的較大面積計費，允許多臺設(shè)備同時充電墊。

　　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可以作為簡單的振蕩器控制器，或者它們可以是更先進的。隨著越來越多的關(guān)注正在從無線充電聯(lián)盟（WPC）支付給齊接口標準，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載調(diào)制技術(shù)形成。這是非常有吸引力的，因為電池組現(xiàn)在可以報告到充電器為更快，更可靠的充電。

　　擁有超過200名會員，現(xiàn)代Qi標準允許共振充電在距離達35 mm離開底板。我們的目標是發(fā)展的標準，以允許多達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)計和開發(fā)套件。例如，東芝TB6860WBG，EL無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)生與遠程發(fā)射機通過先前討論的負載調(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關(guān)閉發(fā)射器時，沒有必要。

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

　　飛思卡爾是認真的無線電力以及其汽車級單和多線圈5 V控制器芯片，如MWCT1000CFM無線電力傳輸，這也是齊兼容。象其他部分，保護是內(nèi)置的過流和過壓以及熱停機。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低成本的無線充電演示和開發(fā)工具包。該WCT-5W1COILTX有助于緩解設(shè)計師到這個技術(shù)，包括國際電源適配器和支持。它是一個完整的系統(tǒng)解決方案，包含所有必要的硬件和軟件組件，以快速實現(xiàn)單線圈充電器解決方案。

　　德州儀器也是電源管理非?；钴S，奇也不例外。通過分離從接收機的能量發(fā)射器，設(shè)備可以為每邊的功能進行優(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還不能更容易地測試和評價技術(shù)，由于一對夫婦的參考設(shè)計（TI BQ500210EVM-689和TI BQ500210EVM-689）和開發(fā)套件。該參考設(shè)計是像EP5220HPA11-1從Active半WPC認證，TI和第三方的開發(fā)工具包，也齊認證，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）。

　　圖3：參考設(shè)計和測試/開發(fā)從TI和第三方開發(fā)者工具包提供快速，方便地訪問發(fā)射器（A）和接收器（B），它們已經(jīng)齊兼容和認證。