集成電路在充電機充電蓄電池無線充電設計中的關鍵作用
2017-8-29 10:44:03??????點擊：
無線傳輸數(shù)據(jù)已開展了一段時間?，F(xiàn)如今，消費者巴望設備具有充電機充電蓄電池無線充電才能，而技能推動者正在積極響應這一需求。在本文中，英飛凌將回憶并比較當時最先進的辦法和技能，并論述集成式充電機充電蓄電池無線充電處理方案的優(yōu)勢。
布景
每個電子設備都需求電源，但能真實完成無線供電的很少，大部分是經(jīng)過適配器從墻面插座進行供電。術語“無線”現(xiàn)在僅僅數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇~。但是，無線電磁場也可以將電能傳輸?shù)皆O備，為用戶供給更大的便當。因為無需線纜，因而減少了兼容性問題，提高了設備的安全牢靠性。
經(jīng)過去除一切接口，設備可更簡單完成密封，這有助于設備的堅固耐用，一起可使消費者獲益，這是因為五分之一的智能手機曾意外掉落在液體中。充電機充電蓄電池無線充電的最大長處是擺脫了體積巨大的充電適配器。
充電機充電蓄電池無線充電：集成辦法是行進之路
圖1：充電機充電蓄電池無線充電為用戶和設備制造商帶來多種長處
跟著業(yè)界轉(zhuǎn)向通用充電處理方案，機場、酒店、活動場館、快餐連鎖店、咖啡店和其他地方可能會呈現(xiàn)越來越多的公共充電站。
規(guī)劃師面對的應戰(zhàn)
大多數(shù)充電器都是開關形式電源供應器，需求掌握電磁學 —— 許多工程師以為這是一種“魔法”。充電機充電蓄電池無線充電也以類似辦法進行——除了變壓器分隔兩部分別離坐落充電器與待充電設備中這一點之外。因而，術語也發(fā)生了改變 ——原邊成為“發(fā)射器”，副邊成為“接納器”。
在充電機充電蓄電池無線充電中，線圈及其耦合對全體功用的影響要大于SMPS。因為無線繞組是獨立的，其耦合比SMPS更為松懈。但是，發(fā)射器和接納器可以規(guī)劃杰出的耦合系數(shù)，讓充電機充電蓄電池無線充電以意想不到的功率傳輸電能。
除磁性外，包含功率、機械包裝、電磁干擾（EMI）、熱辦理和金屬異物（如硬幣和鑰匙）等問題為規(guī)劃者帶來了更多的應戰(zhàn)。
無線拓撲結(jié)構(gòu)和技能
充電機充電蓄電池無線充電處理方案一般有三個要害元件： 適配器/充電器、發(fā)射器和接納器，如下所示。
充電機充電蓄電池無線充電：集成辦法是行進之路
圖2：典型的充電機充電蓄電池無線充電系統(tǒng)由三個首要元件組成
適配器對市電進行變換，并將5 - 20 VDC穩(wěn)壓電源傳輸給原邊/發(fā)射器。適配器一般是與發(fā)射器經(jīng)過電線銜接的獨立設備，它們也可以整合在一個單元里。
發(fā)射器包含一個基于MOSFET的半橋或全橋逆變器，將直流電變換成交流電并產(chǎn)生交變磁場。逆變器由微操控器和相關MOSFET驅(qū)動器操控，以供給無線感應充電所需的靈敏性和功用。
D類和E類是諧振運用的兩種盛行拓撲結(jié)構(gòu)。雖然在許多方面十分類似，但兩種辦法的長處略有不同，使得這兩種辦法適用于不同的運用。
充電機充電蓄電池無線充電：集成辦法是行進之路
3：諧振運用的D類拓撲結(jié)構(gòu)
如上所示，D類充電機充電蓄電池無線充電經(jīng)過全橋拓撲結(jié)構(gòu)完成。也可以運用半橋拓撲結(jié)構(gòu)。D類在寬負載范圍內(nèi)供給幾近平整的功率曲線，因而適用于通用充電機充電蓄電池無線充電站，例如在各種設備均可充電的公共場所。這種辦法適用于廣泛的功率等級。
充電機充電蓄電池無線充電：集成辦法是行進之路
4：諧振運用的E類拓撲結(jié)構(gòu)
E類拓撲結(jié)構(gòu)如上圖所示。這可用于單端辦法或差動辦法（如圖所示）。與D類拓撲結(jié)構(gòu)不同，E類拓撲針對特定參數(shù)集進行了優(yōu)化，并且在某個特定點將展示更高的功率。但是，E類拓撲功率在該點之外迅速降低。因而，E類拓撲結(jié)構(gòu)是更高功率等級和針對挨近目標電量或完全未充電設備進行充電的最佳挑選。E類BOM本錢略低于D類，但差異不大。
英飛凌供給適用于充電機充電蓄電池無線充電發(fā)射器的全套組件處理方案，以及用于將市電交流電變換為逆變器輸入直流電的開關形式電源。
豐厚的充電機充電蓄電池無線充電產(chǎn)品挑選，使規(guī)劃工程師有決心選用兼容性得到保證的組件和子系統(tǒng)。
作為發(fā)射器規(guī)劃核心的微操控器負責系統(tǒng)操控/智能。英飛凌的XMC?微操控器系列為規(guī)劃人員供給了多種挑選，XMC1100、1402和XMC4108最適合充電機充電蓄電池無線充電D類和E類拓撲結(jié)構(gòu)。
EiceDRIVER?柵極驅(qū)動器變換微操控器信號以直接驅(qū)動MOSFET。全新的2EDL71最適合D類規(guī)劃，而老練的1EDN是E類運用的首選。
英飛凌供給各種MOSFET。詳細規(guī)范差異包含封裝尺度和重要參數(shù)（如RDS（ON）和Qg），在此英飛凌都具有職業(yè)搶先的優(yōu)值系數(shù)（FoM）?？晒┙o30 V至250 V的多種電壓等級，使規(guī)劃人員可以靈敏地運用相同的電路來規(guī)劃多種功率等級的充電機充電蓄電池無線充電器。英飛凌商場搶先的OpTIMOS?MOSFET用于D類或E類逆變器（以及同步整流），而CE和P7版別的CoolMOS?器件為ACDC適配器供給開關功用。
英飛凌還供給一系列用于電源適配器的反激式操控器，也有集成操控器和功率單元為一體的CoolSET?。
為支撐組件處理方案，英飛凌新開發(fā)的D類功率放大器發(fā)射器測驗板，可讓規(guī)劃人員快速開始規(guī)劃和開發(fā)高效緊湊的處理方案。
測驗板答應規(guī)劃人員評價D類功率放大器中的英飛凌MOSFET的功用和功用。測驗板包含由80V 2x2英飛凌MOSFET（IRL80HS120）和相關驅(qū)動器構(gòu)成的兩個半橋，答應用戶在單端裝備（只要一個半橋作業(yè)）和差動裝備（兩個半橋均作業(yè)）之間切換。
嵌入式振蕩器確保了準確的6.78 MHz作業(yè)頻率，并供給一個引腳，憑借外部波形發(fā)生器（經(jīng)過BNC銜接器）設置開關頻率。
包含規(guī)劃零電壓開關（ZVS）電源處理方案的一切必需組件，以盡可能到達最高功率。板載線性穩(wěn)壓器為電路板邏輯電路供給了穩(wěn)定的電源電壓。
第二個BNC銜接器可銜接外部發(fā)射線圈進行無線電能傳輸。若能運用充電機充電蓄電池無線充電接納設備，則可創(chuàng)立完整的充電機充電蓄電池無線充電規(guī)劃。
總結(jié)
充電機充電蓄電池無線充電帶來了與無線數(shù)據(jù)傳輸相同的好處。跟著規(guī)范和辦法的整合，一切充電器與便攜式設備之間的互操作性添加將為用戶帶來更多便當。繼續(xù)的整合和立異將帶來真實 的“充電機充電蓄電池無線充電”便當性并提高功率等級，然后使得更多類型的設備可以進行充電機充電蓄電池無線充電。
作為搶先供貨商，英飛凌具有包含AC適配器和發(fā)射器一切要害組件在內(nèi)的豐厚產(chǎn)品。每個組件都具有高功用水平，包含低的開關/導通損耗、低寄生電感封裝以及高優(yōu)值系數(shù)FoM，使規(guī)劃人員可以經(jīng)過老練牢靠的硅MOSFET技能打造充電機充電蓄電池無線充電處理方案。英飛凌在功率半導體和微操控器方面的豐厚經(jīng)歷，使其成為技能和質(zhì)量領導者。
可加速產(chǎn)品評價和開發(fā)的測驗板可為全面包括充電機充電蓄電池無線充電規(guī)劃的豐厚產(chǎn)品組合供給支撐。英飛凌為現(xiàn)在和將來的充電機充電蓄電池無線充電處理方案規(guī)劃人員供給了先進的產(chǎn)品和名貴的生態(tài)系統(tǒng)支撐。
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