10W無(wú)線充電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)指南
接收器電路上的串聯(lián)諧振電容器(圖4中的C1)對(duì)于優(yōu)化熱性能也同樣關(guān)鍵。實(shí)際操作中,將多個(gè)電容器并連在一起來(lái)提供所需的總電容值。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/274005.htm
在使用C0G(較大封裝,低串聯(lián)等效電阻(ESR))和X7R(較小封裝,較高ESR)時(shí)的熱性能差異是十分可觀的(圖5)。
圖5.電容器對(duì)熱性能的影響
較小的、高ESR電容器會(huì)成為RX印刷電路板(PCB)上溫度最高的地方。由這些電容器所導(dǎo)致的PCB溫度上升,會(huì)阻礙其散發(fā)集成電路(IC)本身產(chǎn)生的熱量,這也就意味著IC和PCB的總體溫度都會(huì)增加。又由于使用了較小的諧振電容器,總效率從80%下降到74%.
圖6顯示的是使用一個(gè)無(wú)線電源發(fā)射器(bq500215)與一個(gè)無(wú)線電源接收器(bq51025)、評(píng)估板(EVM)和適當(dāng)組件選擇組合配置的10W無(wú)線電力傳輸?shù)目傮w系統(tǒng)效率。
圖6.在5V,7V和10V輸出設(shè)置時(shí),10W電源系統(tǒng)的端到端效率
線圈選擇指南
bq500215發(fā)射器評(píng)估模塊使用一個(gè)無(wú)線充電聯(lián)盟(WPC)類型的29,10μH,30mΩ線圈,其額定電流為9A.除了10W接收器之外,這個(gè)線圈確保了與之前5W WPC類型接收器的兼容性。
在接收器端,應(yīng)該對(duì)線圈參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,以匹配應(yīng)用的目標(biāo)輸出電壓。在需要5V輸出的情況下,RX線圈的標(biāo)稱電感值應(yīng)該在10μH范圍內(nèi);對(duì)于7V或10V的較高輸出電壓,RX線圈應(yīng)該在15μH的范圍內(nèi)。
雖然理想狀態(tài)是最大限度地減少線圈的直流電阻(DCR),但是在較高的輸出電壓情況下,允許稍微地增加DCR來(lái)應(yīng)對(duì)較低的電流。圖7顯示的是兩個(gè)典型RX端線圈。所有RX和TX線圈組裝時(shí)需要背面屏蔽材料。
圖7.針對(duì)5V,7V和10V輸出要求的典型RX線圈技術(shù)規(guī)格
電池充電時(shí)間比較
最后,執(zhí)行一個(gè)10W無(wú)線電源系統(tǒng)的原因是減少高容量電池的充電時(shí)間。圖8顯示了與bq24261 NVDC開關(guān)模式充電器組合使用時(shí),使用5W和10W無(wú)線電源系統(tǒng)時(shí)針對(duì)3.1Ah鋰離子電池的充電時(shí)間。充電時(shí)間被大幅減少—從使用5W充電器時(shí)接近4個(gè)小時(shí)減少到使用10W充電器時(shí)的少于3小時(shí)。由于鋰離子電池充電算法的逐漸降低“漸止”屬性,總充電時(shí)間的減少值與提供的電源不直接成比例。然而,代表滿充電狀態(tài)大約70%的恒定電流到恒定電壓模式的轉(zhuǎn)換點(diǎn)減小到了原來(lái)的一半(圖8)。
圖8.用10W無(wú)線電源系統(tǒng)減少電池充電時(shí)間
在設(shè)計(jì)一個(gè)完整的10W電源系統(tǒng)時(shí),還有很多需要考慮在內(nèi)的其它細(xì)節(jié)。
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