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无线功率传输充电器设计的组件
无线功率传输充电器设计的组件
无线电源传输不只是方便您在工作期间为手机充电的便利。无线物联网产品包装的环境将需要某种方式来尽可能长地延长使用寿命，而无需手动更换电池。无线电源传输是实现此目标的一种方法，无需派遣技术人员到处更换电池。如果您对无线电源传输感兴趣，这是您需要了解的内容以及在市场上可以找到的组件的一些选项。
无线电源传输的类型
无线功率传输以两种可能的模式发生：感应耦合和共振感应充电。两种方法都是近场方法，即，被充电的设备需要非常靠近充电器。大多数无线充电系统指定的范围小于50毫米，并且将接收设备放置在距离充电器更近的位置可提供更快的充电速度。
两者之间的主要区别在于调音。对于电感耦合充电器，发送和接收设备都使用电感值在μH范围内的大线圈。通常布置发射线圈和接收线圈，使得接收装置使电压/电流升高或降低，以处于电池的适当充电范围内。设计目标是设置接收到的电压/电流，以使充电时间最短，同时防止过度充电，这会缩短电池寿命。
在谐振感应式充电器中，电容器与线圈一起使用以创建串联LC谐振器。可以调整LC电路的谐振频率以匹配接收信号的频率，从而使接收器中的电流最大化。这可以通过变容二极管，小型微控制器和具有反馈环路的小型电流检测放大器来完成。然后将其用于调节来自变容二极管的电容，使其处于一定范围内。
无线电源联盟有两种关于无线电源传输产品的标准（“ Qi”标准）和电源问题联盟指定。对于通常可以通过C型电缆充电的设备，可以使Qi标准与USB-PD兼容。下表总结了两个组织指定的设备标准。
对于不充电的无线电力传输，适用相同的概念：以感应方式接收电源，然后将其发送到下游以为设备供电而不充电。只需使用没有电池管理功能的标准稳压器，您就可以从远处为设备供电。
无线电源传输的组件
下面显示的组件可用于感应耦合或磁共振感应感应无线电力传输模式。您需要的组件分为3个区域：
功率调节和电池管理：这包括在Tx端用于开/关切换的FET，在Rx端的标准功率调节器，或在Rx端具有电池管理的调节器。
发送和接收：需要通过高电感线圈有效地发送和接收功率；然后，您需要添加一个电容器或变容二极管，以将谐振频率调谐到Tx频率。
整流：需要直流电源为电池充电，因此需要一个小的整流器和功率电容器才能将接收到的信号转换为直流电。
控制和调整：您可能希望打开或关闭设备，以及通过标准接口控制任何IC。
ADI公司LTC4124
如果您正在寻找一种紧凑的解决方案，以便为小型可穿戴设备或其他低功率设备中的低容量电池充电，那么ADI公司的LTC4124是一个不错的选择。这种小型SMD组件提供了引脚可选的电压和电流输出（分别高达100 mA和最大4.35 V）。对于温度合格的充电，该组件包括一个NTC电阻输入，从而无需使用MCU来实现控制功能。
具有LTC4124无线功率传输控制器的无线充电应用电路。从LTC4124数据表中获取。
英飞凌的BSC065N06LS5ATMA1 N沟道MOSFET是MOSFET OptiMOS系列的一部分。该组件的额定输出为60 V，低通态电阻（6.5 mOhm），漏极电流为64A。逻辑电平驱动意味着该MOSFET具有较低的栅极阈值电压，从而允许该器件由微控制器的5 V输出驱动。这使得该部件成为电感耦合或谐振电感无线功率传输电路的中心部分。8引脚SMD封装还允许该组件轻松安装到小型PCB中。
BSC065N06LS5ATMA1 MOSFET的封装和引脚图。
无线电源传输的其他组件
无线功率传输系统将在Tx和Rx端需要其他组件，以帮助最大程度地实现与线圈之间的功率传输，调节DC输出并为谐振功率传输电路提供调谐。
用于调谐谐振无线功率传输电路的MCU
功率调节器组件
变容二极管，用于调谐电路