無線充電準備啟程

IDT 科技 模擬與電源事業(yè)部 技術市場總監(jiān) Siamak Bastami

對于消費類市場，磁感應（Magnetic Induction，簡稱 MI）或磁共振（Magnetic Resonant，簡稱 MR）都是備選方案。無論消費市場朝哪個方向發(fā)展，一個已知的事實是，無線充電必將得到采用。在手機提供商的主要推動下，無線充電將開始向手機生態(tài)系統(tǒng)市場滲透。擁有強大生態(tài)系統(tǒng)的計算領域將緊隨其后，使無線充電技術的采用進入下一個增長階段。之后，無線電源技術很有可能擴展到支持手機和計算解決方案的基礎設施中。未來的架構和解決方案中怎樣運用無線電源技術，上述應用將僅僅是一個開端。

就磁感應技術而言，主要有兩個流行標準：無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium，簡稱 WPC）和電源事務聯(lián)盟（Power Matters Alliance，簡稱PMA）。這兩個標準都相當成熟，很多產(chǎn)品已經(jīng)用在消費市場了。無線電源聯(lián)盟（Alliance for Wireless Power，簡稱 A4WP）是第一個基于磁共振技術的標準。這些標準和解決方案都引起了一些疑問，例如，無線電源技術將向哪個方向發(fā)展？采用哪些解決方案是較好的？

移動設備

便利性是促使消費移動解決方案較先采用無線技術的關鍵因素之一。手機、平板電腦、媒體播放器、移動電視等不同的移動設備需要不同接口連接器的各種適配器，這意味著為了給移動設備充電，人們需要攜帶很多不同的連接器和適配器。擁有強大的支持性基礎設施和生態(tài)系統(tǒng)的通用無線適配器，可以解決這些需求。在汽車、咖啡店、圖書館、餐館、火車、飛機、辦公室中提供無線充電，將滿足人們所需的便利性。

圖 1：無線充電器系統(tǒng)：發(fā)送器和接收器方框圖

磁路

磁感應和磁共振這兩種技術的架構有很多相似之處。例如，二者都將磁場用作傳送功率的橋梁。

在這兩種技術中，電流被引入進一個諧振電路，進而產(chǎn)生磁場來傳送功率。在電磁場場中接收和發(fā)送線圈的對準度以及二者之間的距離決定功率傳輸?shù)男�率；接收和發(fā)送線圈分離越遠，功率傳送效率就越低。還有其他一些因素對能量傳送效率有很大影響，包括諧振頻率、發(fā)送與接收線圈尺寸之比、耦合因數(shù)、線圈阻抗、趨膚效應、AC 和 DC 組件以及線圈寄生參數(shù)。

隨著x、y 和 z 分離度以及發(fā)送和接收線圈之間比例角的增大，損耗和效率將受到極大的影響。

根據(jù)要求，包括成本和尺寸的考量，一個或多個線圈的解決方案都可以用于磁感應和磁共振這兩種技術。

圖 2：磁場

電源管理

開發(fā)高性能電源管理架構對磁共振和磁感應解決方案的成功實現(xiàn)有很大影響。在發(fā)送器方面，為了把電流引入諧振電路，進行了 DC 到 AC 轉換。在磁感應技術中，用半橋式或全橋式轉換器實現(xiàn)這種轉換，而在磁共振技術中，電流是通過功率放大器引入的。

結論

合乎情理的結論是，就具體應用而言，較佳解決方案要根據(jù)所要求的功能和性能而定。如果要求在X、Y 和Z 方向自由定位或多設備充電能力，那么磁共振可能是首選解決方案。如果要求高效率并嚴格遵守法規(guī)，那么符合 WPC 要求的解決放案也許是較佳選擇。不過，毫無疑問的是，能無縫識別基于磁感應或磁共振的耦合設備并能有效和高效傳送功率的多模式解決方案，將是這些應用的理想解決方案。

IDT已經(jīng)開發(fā)出了基于磁感應和磁共振技術的解決方案。公司高度集成度的磁感應解決方案已經(jīng)滿足并且超出了 WPC（Qi）的要求。這些解決放案采用了非常先進的工藝技術，以集成功率器件和智能功能，進而在接收器和發(fā)送器之間進行有效通信，并有效地控制閉合環(huán)路。這些集成解決方案需要的外部組件較少，有助于降低BOM成本和所需PCB的成本 。

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