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导入高效能操控演算法,提高MI无线充电传输功率

无线充电电源传输功率正逐渐提升。随着晶片控制演算法逐渐成熟,无线充电技术正大步迈向中功率应用,未来支援中功率无线充电技术的终端产品充电速率可望快速攀升,且使用者的操作环境也将更为便利。无线充电产品已.

  无线充电电源传输功率正逐步进步。跟着晶片操控演算法逐步老练,无线充电技能正大步迈向中功率运用,未来援助中功率无线充电技能的终端产品充电速率可望快速攀升,且运用者的操作环境也将更为便当。

  无线充电产品已在市面上流转一段时刻,其大多是低于5瓦的手持产品之充电运用,而这样的产品并没有将磁感应(MI)无线充电的优点发挥到最大。无线充电的优点并非只需在手持设备充电前后省去插拔电源接头,在许多运用上电源插头(即导体接点)会有其他的问题发生,例如高湿度构成接点腐蚀、易然气体环境于接点通电火花构成风险、在振荡或运动物体无法准确衔接场合等,都是无线充电运用可发挥优点的运用。

  进步传送功率 无线充电商场更广阔

  现在5瓦的充电能量运用规模有限,许多运用其耗费电力较高,所以充电能量缺乏,会使设备无法蓄满电力,并且需求更长的充电时刻。有鉴于此,进步无线充电功率是此一技能下一步开展的重要方向,且较无线充电要朝更长的传输间隔来得更为有用。

  无线充电的首要特性便是没有传送电力的导体接点,透过电磁能量穿过非导体将电力传送到另一端。现在许多研讨都企图透过磁共振技能将传送间隔进步,并且能一对多个设备充电,但仍有技能瓶颈须战胜。例如电磁能量从发射源送出后,若没有约束其在一个有限空间内,则会构成很大的电磁搅扰问题。到现在为止,没有看到有能够处理磁共振相关问题的技能揭露,在业界也看到本来研讨磁共振技能的厂商开端与电磁感应技能的阵营结盟,显见磁共振技能的确没有老练。

  毫无疑问,现阶段电磁感应仍是干流技能,而在这个技能下传送间隔有限的瓶颈也无法打破,但电磁感应并没有失掉无线充电开端的立意,即去除去导体接点,在实践运用中可处理各种环境下充电不方便的困扰。此外,近间隔的感应电力传送也带来额定的优点,便是电磁能量会被约束在很小的区间内,因而进步能量并不会有电磁搅扰的问题,所以电磁感应无线充电体系进步功率使运用层面更广为其必定方向。

  左右无线充电体系功率 操控演算法人物吃重

  无线充电进步传送功率的技能问题为功率与安全,处理的办法为软体演算所主导的操控办法。大多初投入无线充电的开发工程人员会一向拘泥于硬体电路评论,硬体电路为体系的根本架构,且要进步功率也是需求高功能元件相互调配,但真实困难的是操控整个体系运作的软体演算法。软体担负功率输出操控优化进步功率,且也需求监控体系情况,以保证无线充电体系能安全运作。

  事实上,软体也是无线充电主控IC厂商投入最多资源的部分。首要开发人员须了解软体操控要怎样影响无线充电体系的功率;无线充电供电端自身为一个可改动输出功率巨细的渠道,受电设备接纳能量后,可转化充电或直接供电用,由于发送器(Tx)与接纳器(Rx)没有实体衔接,且相对方位并无固定,所以Tx输出功率巨细到Rx所接纳的功率巨细并无法预期,所以需求透过操控体系使Rx接纳到的功率为一安稳值。

  至于实作的办法,为Rx在Tx发送的能量载波上直接透过负载调制反应,并将Rx上的功率资讯回传至Tx,让Tx收到该资讯后,进行功率巨细调整使Rx接纳能量为一安稳值。由于这个办法是在Tx能量载波上进行材料传送,其无线充电体系现在有用频率约为125kHz上下,在这样的载波频率下材料传送速率难以进步,让Tx上的功率输出调整赶不上Rx上的负载改变,使Rx输出不安稳,此问题常见解法为Tx坚持较高的输出功率,Rx收到能量后,由于功率偏高,其整流后的电压也就较为偏高。为了安稳输出,在Rx整流器后端都会装备降压稳压器,使最终输出电压为安稳值。

  透过上述部分,工程师就可了解在Rx上整流器后与降压器前的电压操控很重要,此点电压过高在降压器上会构成很大的压差,并构成功率差与元件发热,反之此点电压过低会在当负载加大时,电压急下降构成输出缺乏的情况,此部分便是操控软体影响功率重要的要害。

  简略来说,软体便是要调整设定Tx端的功率,使Rx端收到的功率为安稳值,在Rx端中降压器前端的电压可操控在功率最佳情况,此一运作非常杂乱。

  首要Tx端须正确解读出来自Rx端的材料信号,困难在无线充电体系中能量载波的电源杂讯适当大,当Rx端输出为改变负载或加大功率情况下,其杂讯也随之变大,此部分的杂讯难以用硬体电路滤除,当信号已于杂讯稠浊的情况下,就需求透过软体演算取出应有的材料信号,这是操控的榜首步,也是许多无线充电体系要开展进步功率的难题。要从5瓦进步到10瓦通过数年都没有开展,首要便是无法处理加大功率后的材料传输问题。

  此外,Tx收到材料后要怎么调整功率巨细则是下一个问题,无线充电供电端输出功率操控巨细有非常杂乱改变因子;其间,输出功率改变是树立在Tx线圈与电容谐振上,改变要素有驱动电压、Rx端接近后其受电线圈上的磁性材料会影响到Tx线圈电感量,构成谐振曲线偏移、Tx与Rx相对方位会影响功率调整后的改变量等多个改变因子,在上述情况下,Tx却只能靠来自Rx低速率材料进行调整,在最重要的判别来历材料更新速度有限的情况下,Tx上的软体就需求对线圈输出特性具有学习剖析功用的演算法,收到Rx材料后,可在最少的调整次数下到达安稳方针值,杂乱点在于影响Tx操控功率的因子较多,要规划出反应回路与调整演算法须投入较多资源开发。

  金属异物侦测建功 无线充电运用安全无虞

  无线充电体系除功率外,另一个重要的规划考量便是安全。以产品来看,安全应为最优先的考量,而安全问题须用操控功率的技能处理,所以在文中先评论透过材料Rx到Tx材料传送的办法进行安全操控。无线充电最大的安全问题便是金属异物;由于Tx端自身便是一个电磁能量发射设备,在电磁感应或磁共振式都是如此,电磁能量最大的问题在于投射在金属物体上会对其加热,加热的功率非常好,只需求10瓦的能量即可将硬币在一分钟内加热到沸点上。

  无线充电体系规划根底便是方针辨认,待机Tx端是不输出能量的封闭情况,对应的Rx感应并提出电源需求后,Tx才会开端传送电力直到Rx脱离或提出间断充电需求即封闭。在此将金属异物分红三类办法来评论;榜首类为在Tx端待机的情况下,在其供电部放金属物,此情况由于金属物并不会反应材料码到Tx发动电力,以现在的技能可简单完结此一功用;第二类为Rx的感应线圈周围有金属物,或是先放金属物在Tx上后再将Rx压上进行感应,此情况的实践或许为Rx外壳含有金属物质,Tx运转的情况为有收到材料码能够发动电力,但会有能量被金属吸收加热;第三类为在Tx与Rx感应树立连接后,在其之间刺进金属异物,且在不损坏Tx与Rx间通讯下吸收电磁能量发生发热,此为非正常运用情况。

  不论是有意或无意的在无线充电感应部放置金属物体,体系都应有安全机制对应,防护办法大致分红两个方向;一个在感应电力发动前,自动安全机制侦测有金属存在就不发动电力输出,这个办法能够维护前述榜首与第二类的情况;另一个被迫安全机制是在发动电力后,侦测Tx到Rx功耗情况与温度进行维护,被迫办法在发动电力后,现已对或许存在的金属加热一段时刻,并有安全疑虑,但这也是在前述第三类金属异物能做的最终防地,被迫安全机制较为杂乱,原由于搅扰判别因数许多,无线充电体系调配功率不良或线圈对应违背都简单误判为有金属异物之情况,因而现在还没有很牢靠的办法完结此功用。

  强化充电功率 感应线圈技能仍待精进

  无线充电要进步功率除操控办法之外,硬体电路也适当重要。现在市售电源元件像金属氧化物半导体场效电晶体(MOSFET)等功能已适当优异,如今功率加大的瓶颈落在线圈与其调配的防磁片。所谓无线充电Tx就像一个驱动电磁能量到Rx端,再经整流滤波稳压到后端输出,从电源输入端看电流途径,榜首个碰到的阻止是MOSFET元件,刚说到现在先进的元件其阻抗都能够做到低于10毫欧姆(mΩ)以下,电流通过谐振电容到线圈后完结驱动端的电流循环,其间电容只需选对原料,其在交流下阻抗会极低,且简直看不到损耗。

  不过,线圈的问题较为费事,现在无线充电线圈上除了自身有阻抗之外,还有交流电流在导线上构成涡电流与防磁片交互作用,其等效阻抗远大于其他元件,所以用热剖析仪去调查就会看到线圈导线是整个体系温度最高的部分(图1),因而功率若要再进步,需求在线圈技能方面进一步精进,这方面产业界正继续尽力。

    综上所述,现在电磁感应式无线电力体系在有安全操控机制下,现已有晶片商可在Tx与Rx实作100瓦的接纳端输出功率(图2),并且功率可达85%以上,藉此可知的是体系电路技能已适当老练。

100瓦可运用的层面已适当广泛,所以后续功率应该没有再往上开展的急切性。另一个应

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