无线技能能够为在缺少用于规划或美学原因充电端口身装扮充电电池供给一种便利的办法。在曩昔,以所要求的定制RF规划和电磁感应理论专家常识无线充电的办法的优势。可是,今日,规划人员能够运用现有的规范件的制造商,包含飞思卡尔半导体,TDK,德州仪器,东芝,等等完成了低功耗规划,可穿戴式无线感应充电。无线供电的前史可追溯至19世纪初,当迈克尔·法拉第描绘磁场怎么导致电磁力的导体。由该同一世纪末,特斯拉现已变成感应的法拉第规律付诸实践,展现了怎么运用谐振感应耦合到在他在纽约市实验室无线点亮电灯。今日,电磁感应原理早已电源产品等不同的RFID标签,触摸式智能卡和厨房规模和以此为根底的无线充电器牙刷,智能手机和新式类身装扮包含苹果观看。事实上,无线充电供给了身装扮,其间一个充电接口是不便利,过于粗笨,或许几乎太不美观一个有吸引力的处理方案。此外,经过消除一个有线充电端口,可穿戴产品规划师能够经过消除污染和水损坏该公共源增强全体产品的牢靠性。替代充电端口,这些设备能够运用安全地埋仅仅可穿戴产品的外表下方的功率接纳线圈。在电动感应,向一个线圈的电流的运用程序创立的磁场诱导的第二线圈置于恰当接近它的电流。实际上,两个线圈之间的对准和间隔是完成高功率的要害。在顾客运用中,需求准确的定位无线充电完成一般供给攻略,以协助用户移动单元正确地对准到根底单元上的所需方位。与此相反,所谓的自在定位无线充电器一般运用内置到基站的多个线圈和从长途单元呼应反应鼓励恰当的线圈。
通讯通道
通讯中都起到guided-和自在定位的无线充电体系的要害作用。期间发射机操作中,接纳器经过调制在接纳天线的负载发送数据分组回发射机。反过来,发射机解调反射负载重构所述数据分组(图1)。
图1:典型的无线充电体系包含运用电磁耦合原理的电力传输和通讯的功率发射基站和受电接纳器。 (飞思卡尔半导体供给)这两种类型的无线充电体系运用数据从接纳器来办理发射功率。在操作过程中,发射器单元呼应来自接纳机过错数据,以增加或根据需求发射器线圈下降功率。免费定位体系运用相同的通用办法来挑选线圈的最佳方位相对偏僻的。规划人员能够运用该通讯通道不只用于操控信号,也给运用数据发送回发射机。尽管带宽信息是有限的,它能够是满意用于例如设备认证,设备状况,并经过长途设备搜集的传感器数据的通讯。的功用,包含功率调理,操控和通讯的组合翻译成电路规划杂乱电源和操控逻辑的要求(图2)。关于规划人员,可是,半导体制造商供给了一些处理这些需求和更多的处理方案。
图2:无线充电体系能够快速增大,杂乱性,以满意对动力传输的优化和通讯多样化的要求。 (德州仪器供给)
规范处理方案
关于无线充电规范的现成的现成处理方案的呈现树立在日益承受的行业规范,指定用于无线充电协议的根底要求。为了便于用户的移动设备和不同供货商的基站之间的互联互通,规范接口,但树立在两个无线充电技能之一 – 感应式充电和共振充电。感应式充电需求发射器和接纳器之间的亲近和谐,但一般供给更高的功率比谐振充电。另一方面,共振充电答应对准和发射机与接纳机之间的间隔有更大的自在,一起供给所述多个设备一起充电才能。行业规范安排,包含无线充电联盟(WPC),权利事项联盟(PMA),而联盟的无线电源(A4WP)在协作的初期阶段就发明互利互操作才能。本来侧重于大消费类运用而规划,这些规范的办法依然能够作为对身装扮无线充电处理方案的根底。例如,尽管规范如WPC的齐一般运用较大A11 50个毫米发射器线圈,规划者能够得到具有更小的线圈,供给低电阻,以防止大的功率损耗杰出的功用。例如,关于它的直径为30毫米,TDK的WR303050设有0.41Ω的直流电阻,将供给一个外形和功率传输级更契合许多身装扮。用于无线充电的功率操控,例如东芝TB6865FG和TB6860WBG设备供给根据规范的才能,在简单得到的部件的全长互补。与其他人在这个类中,东芝芯片集成了广泛的需求简化的规划才能,只需求很少的外部元件,支撑WPC齐兼容的无线充电体系(图3)。
图3:设备,如东芝TB6865FG发射器和接纳器TB6860WBG整合了全面的要求,简化施行根据规范的无线充电体系的功用。 (东芝供给)的TB6860WBG接纳器结合了调制和操控电路与整流电源头,内置高功用的DC-DC转换器,可装备的锂离子电池充电器电路和维护功用。其TB6865FG功率发射机集成了一个MCU和广泛的模仿功用,包含PWM电路,切换操控,板上滤波器,和预驱动器电路。该TB6865FG能够操控两套独立线圈,运用户能够在两个移动设备一起充电。飞思卡尔半导体公司树立自己的MWCT1000和周围的32位56800EX内核MWCT1101琦基发射器。旨在供给两种功用的MCU和DSP处理才能,处理器内核完成了全面的功用,而在自动形式下耗费电流小于30 mA。该器材仅需求30毫瓦待机功率,一起坚持以感测一个接纳器的邻近放置的才能。在电力传输,飞思卡尔器材能够超越75%的功率。跟着MWCT1000和MWCT1101,飞思卡尔供给了MWCT1001A和MWCT1003A针对轿车运用。德州仪器(TI)供给了一些在其BQ50xxx变送器系列及其BQ51xxx接纳器系列器材。尽管BQ51221支撑WPC和PMA规范,大都在TI接纳机系列器材规划用于支撑WPC齐兼容的规划。其间齐方针设备,TI的系列包含5 W的接纳器具有安稳的输出电平为5 V(BQ51013A和BQ51013B),7 V(BQ51010B),和8 V(BQ51020和BQ51021)。供给电源办理身装扮一个全面的办法 – 该系列包含BQ51050B(4.2伏输出)和BQ51051B(4.35 V)集成了锂离子充电器的其他成员。专为低功耗运用,TI的BQ51003是2.5瓦接纳器十分适用于可穿戴式规划。经过结合了低功耗线性充电器,如TI BQ25100的BQ51003,规划人员能够完成完好的无线充电接纳集成了锂离子充电办理子体系。关于锂离子电池充电,BQ25100完成快速充电电流低至10 mA或高达250毫安以及准确的充电停止下降到1 mA到支撑小型锂离子电池的硬币准确操控。在发送端,德州仪器BQ500211A和BQ500212A供给全套齐兼容的功用,包含继续监控正在进行的动力传递的功率,以供给国外物体检测(FOD)和寄生金属物体的才能检测(PMOD)。除了供给FOD和PMOD,所述BQ500410支撑内建具有三位线圈发射器阵列的自在定位规划。关于低功率发射器的规划中,BQ500210作业在电源电流低至8毫安。
定论
关于身装扮,无线充电技能处理了对一个紧凑的处理方案,消除了一个有线电源端口的尺度和牢靠性问题。在曩昔,无线功率的办法所需电磁理论和射频规划技能的专家常识。运用过的,现成的芯片,现在规划人员能够轻松地增加无线充电才能,即使是最小的耐磨。