現(xiàn)在再來參考一下圖1,我們注意到RX控制器提供到TX控制器的反饋,要求TX根據(jù)不同負(fù)載條件,以及線圈對齊/耦合效率等的需求來改變其輸出功率電感。一種 改變輸出功率的常見方法是用恒定振幅/可變頻率ac信號來激勵線圈。另外一個替代方法是用可變振幅/固定頻率激勵。
可變頻控制免除了對于 TX端上可調(diào)前置穩(wěn)壓級的需要,而是依靠TX/RX諧振電路的共振調(diào)諧。當(dāng)TX工作頻率接近共振點(diǎn)時,大可能功率從TX傳輸?shù)?RX。為了減少傳遞到RX端的功率,TX控制器增加其頻率,使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于共振峰值。在RX需要較少的功率等較輕負(fù)載情況下,TX頻率往往會增加。然而,這 個方法使得電力傳輸/控制過程在很大程度上取決于線圈調(diào)節(jié)。當(dāng)在較高功率水平下使用時,一個可變頻率架構(gòu)在電磁干擾 (EMI) 控制方面也會提出一些問題。
10W發(fā)射器系統(tǒng)運(yùn)行在固定頻率下,但是卻使用一個可調(diào)前置穩(wěn)壓器來改變用于線圈激勵的直流電壓軌。一個全橋電路被用來生成用于TX線圈的交流激勵電流。 圖2中顯示的是一個定頻 (10W) 無線電源發(fā)射器系統(tǒng)的基本方框圖。當(dāng)RX需要更多的輸出功率時,直流電壓軌為TX線圈功率級提供的電壓會增加。直流電壓隨著RX負(fù)載的下降而減少。
圖2. 具有一個無線數(shù)字控制的10W無線電源發(fā)射器
10W系統(tǒng)的可調(diào)輸出電壓和熱性能
代5W無線電源系統(tǒng)通常在接收器端產(chǎn)生一個固定的5V輸出電壓。這已經(jīng)足夠為一個充電率在1A范圍內(nèi)的單節(jié)鋰離子電池充電了,而從本質(zhì)上講,這個電源 系統(tǒng)與隨處可見的USB類型電源很相似。然而,隨著便攜式器件內(nèi)電池容量的增加,要保持快速的充電時間就需要更高的電流。
bq51025 10W無線接收器輸出電壓可在5V至10V的范圍內(nèi)用外部反饋電阻器進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣就可實(shí)現(xiàn)對一節(jié)或兩節(jié)串聯(lián)電池配置的充電,并且在與一個寬輸入電壓范圍 開關(guān)模式NVDC類型充電器組合在一起時,能夠保持單節(jié)電池充電情況下的高效率[7]。在諸如無線RX輸出情況下,NVDC充電器架構(gòu)在減少較高電壓電源 所需的輸入電流的同時,可實(shí)現(xiàn)低壓電池的高效充電。圖3顯示的是無線接收器電路板在為負(fù)載提供一個10W電源的同時,在5V,7V和10V輸出設(shè)置下的熱 響應(yīng)(分別為圖。 3a,b和c)。很明顯,10V輸出情況下產(chǎn)生的熱量少,應(yīng)該在高頻開關(guān)模式充電器可用于電池充電的情況下使用。
圖3. 無線接收器在10W負(fù)載條件下的散熱測量。
接收器電路上的串聯(lián)諧振電容器(圖4中的C1)對于優(yōu)化熱性能也同樣關(guān)鍵。實(shí)際操作中,將多個電容器并連在一起來提供所需的總電容值。
圖4. 無線電源接收器和關(guān)鍵諧振電容器