导言
电池给多种职业的许多不同运用供电。在许多这类运用中，难以运用或底子不能运用充电连接器。例如，有些产品需求密封外壳来维护灵敏电子组件免受严格环境的影响，或答应便当的清洁或消毒。另一些产品或许太小了，包容不下连接器。别的，在电池供电运用包含移动或旋转部件时，就请完全忘掉用导线充电这回事吧。无线充电在这些以及其他一些运用中很有价值，增强了可靠性和巩固性。
无线电源体系概述
如图 1 所示，无线电源体系由两部分组成，即发送电路和接纳电路，中心有一道空隙。发送电路包含一个发送线圈，接纳电路包含一个接纳线圈。发送电路环绕发送线圈发生一个高频交变磁场。该磁场耦合至接纳线圈，并转换为电能，可用这部分电能给电池充电，或给其他电路供电。
图 1: 无线电池充电器体系概述
当规划一个无线电源充电体系时，要害参数是给电池添加能量的实践充电功率。所接纳功率的巨细取决于许多要素，包含发送功率的巨细、间隔和发送线圈与接纳线圈的摆放 (也称为线圈之间的耦合)，以及发送和接纳组件的容限。
任何无线电源规划的首要方针都是，保证在功率传送条件最差的状况下供给所需功率。可是，相同重要的是，在最好条件下，要防止接纳器的热量和电气过应力。当输出功率要求很低时，例如，当电池充满电或挨近满充电时，这一点特别重要。在这类状况下，来自无线体系的可用功率很高，可是所需功率很低。这种剩余的功率一般导致高整流电压，或许需求耗费这种剩余的功率，使其变成热量。
当接纳器所需功率较低时，有几种办法应对剩余功率问题。能够用功率齐纳二极管或瞬态电压抑制器箝位整流电压。不过，这种处理方案一般尺度较大，发生的热量也相当大。假定没有来自接纳器的反应，那么能够下降发送器最大功率，可是这或许会约束可用接纳功率，或许会缩短发送间隔。还能够将接纳功率信息发送回发送器，以实时调理发送功率。无线充电联盟 (Wireless Power Consortium) Qi 规范等无线功率规范选用了这种办法。不过，还能够用紧凑和高功率的处理方案处理这类问题，而不用诉诸杂乱的数字通讯办法。
为了在全部状况下高效地办理从发送器到接纳器的功率传送，LTC4120 无线功率接纳器集成了 PowerbyProxi 的专利技能，PowerbyProxi 是凌力尔特的合作伙伴。PowerbyProxi 已取得专利的动态和谐操控 (DHC) 技能可高功率完成非触摸式充电，并且在接纳器中不会呈现热量或电气过应力的问题。选用这种技能，在长达 1.2cm 的间隔上可传送高达 2W 的功率。
经过将接纳器的谐振频率从“调谐”状况调理到“失谐”状况，DHC 保证在最差状况下也能供给所需功率，并且不用忧虑在未加载的最好状况下呈现问题。这使根据 LTC4120 的无线充电体系能够在很长的间隔和具有显着的线圈错位状况下传送功率。此外，仅经过在接纳器端操控功率传送，根据 LTC4120 的体系消除了全部潜在的通讯搅扰问题，这类搅扰假如存在，有或许中止功率传送。
体系功用
那么根据 LTC4120 的体系的作业作用有多好呢? 图 2 显现了跟着发送线圈和接纳线圈之间的间隔以及中心至中心对准度的改变，经过一个 LTC4120 无线功率接纳器接纳的电池充电功率。在间隔为 10mm 时，可取得 2W 的充电功率，并且线圈之间的错位能够很大而不会导致可用功率明显下降。虽然有许多不同的无线功率发送器可用，可是图 2 所示数据是由根本 DC-AC 发送器发生的。这种根本发送器是一种开源基准规划。如需有关这一电流馈送型推拉式发送器的更多信息，可登陆凌力尔特公司的网站，检查相关运用攻略。
图 2: 发送间隔 – 接纳功率剖析
挑选发送器时，有几个要素需求考虑。发送器备用功率 (当接纳器不存在时) 重要吗? 发送器需求区别有用接纳器和无关的金属异物吗? 周边电路对 EMI 的灵敏度高吗?
根本发送器是一种简略、贱价的处理方案。因为选用了无源谐振滤波，所以 EMI 频谱在发送器基频 (约 130kHz) 处得到了很好的操控。可是，不管根据 LTC4120 的接纳器是否存在，该发送器都发送全功率，因而其备用功率相对较高。该发送器也不区别 LTC4120 和金属异物，因而无关金属物体或许因感应涡流而发热。
从 PowerbyProxi 公司可购得两种现成有售的发送器：Proxi-Point 和 Proxi-2D。这些发送器的发送间隔和对准度容限功用简直与根本发送器相同。可是，这些更先进的发送器，可检测根据 LTC4120 的有用接纳器是否存在。这一功用使这两款发送器能够在接纳器不存在时下降备用功率，而假如邻近是无关金属异物，这些发送器就停止功率发送。
因为 LTC4120 充电器的高功率降压型开关拓扑以及 DHC 技能，所以体系整体功率约为 50% 至 55%。用电池充电功率除以供给给发送器的 DC 输入功率，就能计算出这个功率值。整体功率与耦合及负载有很大相关。当以 400mA 电流给单节锂离子电池充电时，根据 LTC4120 的接纳器电路板上之组件保持在 10ºC 的环境温度之内。根据 LTC4120 的接纳器如图 3 所示。
图 3: LTC4120 接纳器演示电路板组件
其他体系配置
根据 LTC4120 的无线充电体系能够跨过一个令人形象深入的空隙，以 400mA 电流给电池充电。根据锂的可再充电电池为许多手持式运用供电，1S (标称 3.7V) 和 2S (标称 7.4V) 锂离子电池组很常见。生命周期延伸和安全功用改善也为磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池发明了极大的商场空间。此外，因为客户需求在初始电池容量、生命周期以及随时间推移的保存容量改变之间做出精密的权衡，所以这类电池组有品种繁复的方针充电电压。LTC4120 不需求任何额定的电路，就能够给一节和两节锂电池以及一节、两节和 3 节磷酸铁锂电池充电，因而可满意多种方针充电电压的需求。充电电流能够在 50mA 至 400mA 范围内设定，而充电电压能够在 3.5V 至 11V 范围内设定。
除了内置稳定电流 / 稳定电压充电算法，LTC4120 还供给多种电池安全功用。停止定时器安全完毕电周期。一个 NTC 输入供给电池温度监督，并在温度条件不安全时主动暂停充电。两个充电状况引脚供给充电周期及毛病状况信息。
定论
在许多不同类型的运用中，无线充电很有价值，可增强可靠性和巩固性。重要的是，要考虑运用需求多少功率以及功率必须在多远的间隔上传送、对准度容限多大。决议怎样应对最大负载功率以及发送器和接纳器之间耦合最小的最差状况常常十分简单。在轻负载或无负载以及最大耦合状况下办理额定的可用功率或许赋有应战性。为了协助应对这一应战，凌力尔特开发了 LTC4120，这款全新 %&&&&&% 为制作紧凑和高功率无线电源电池充电器供给了所需的全部。其 DHC 技能答应十分宽的传送空隙，对发送线圈至接纳线圈的对准度极端不灵敏。LTC4120 是巩固的非触摸式充电体系的要害组件。
