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解决锂电池容量瓶颈 无线充电应用抬头

2014-09-27 00:07
科技那回事
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  依照不同需求,包含成本和尺寸的考虑,所有的无线充电技术皆能使用单一或多个线圈解决方案。依据WPC和PMA规格的MI技术,传输电力的频率范围很广。电力传输的共振频率会依负载阻抗选择,因为此变量与MR解决方案相比,Q系数相对较低,仅能在指定的频率和负载阻抗,达到最佳效率。

  对MR技术而言,因为电力只能由特定共振频率传输,因此Q系数较大,且需要接收器和传输器间极相近的共振阻抗网络匹配。在MR和MI技术中,匹配网络参数的变量须要严格控制,因为会直接影响电力传输。

  在WPC 1.1标准中,可于100k-205kHz的范围中选择共振频率。在PMA的情况类似,其频率范围为277k-357kHz。然而,近期频率范围已有变更,现在取决于输入供电电压。这些解决方案中,典型的Q系数范围为30-50(图2)。

采用多模设计无线充电兼顾效率与便利性

  图2 Q系数百分比

  在A4WP规格的解决方案中,因为频率固定,传输器和接收器间的共振频率和阻抗网络需要更为精准匹配。典型的MR解决方案与MI解决方案相较,需要较高的Q系数(50-100)。

  电源管理影响无线充电效能

  高效能电源管理架构的发展,对MR和MI解决方案成功的建置有重大影响。对传输器而言,为了在共振电路感应电流,须进行DC到AC的转换,在MI技术中,会在此转换使用半桥或全桥变频器;而在MR技术中,是透过功率放大器(PA)感应电流。

  功率放大器的架构和分类会因各应用的频率、静态电流、效率、尺寸、成本和整合需求而有不同,转换时须谨慎考虑如何降低闸极驱动器损失、切换、导电、偏压、内接二极管损失,以及外部组件等效串联电阻(ESR)和等效串联电感的寄生(ESL)。这些是开发高效能整合解决方案所遭遇的部分重大挑战。

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