没有电池的应用,是否可以采用无线供电?

原创 亚德诺半导体 2021-05-28 12:28
Q:没有电池的应用,是否可以采用无线供电?

A:当然可以,可使用最初设计用于能量收集的简单的集成式纳安功耗解决方案。


无线功率传输(WPT)系统由气隙分隔的两部分组成:发射(Tx)电路(包括发射线圈)和接收(Rx)电路(包括接收线圈)(见图1)。与典型的变压器系统非常相似,发射线圈中产生的交流电通过磁场感应在接收线圈中生成交流电。然而,与典型的变压器系统不同的是,原边(发射端)和副边(接收端)之间的耦合程度通常很低。这是由于存在非磁性材料(空气)间隙。


图1. 无线功率传输系统。


目前大多数无线功率传输应用都采用无线电池充电器配置。可充电电池位于接收端,只要有发射端,就可对其进行无线充电。充电完成后,将电池与充电器分离,可充电电池即可为终端应用供电。后端负载既可直接连接到电池,也可通过PowerPath™理想二极管间接连接到电池,或连接到充电器IC中集成的电池供电稳压器的输出端。在所有三种情况下(见图2),终端应用既可在充电器上运行,也可脱离充电器运行。


图2. 无线Rx电池充电器,后端负载连接到

a)电池

b)PowerPath理想二极管

c)稳压器输出端。


但是,如果特定应用根本没有电池,取而代之的是,当无线电源可用时,只需提供一个稳压的电压轨,那又会如何呢?在远程传感器、计量、汽车诊断和医疗诊断领域,此类应用的例子极为常见。例如,如果远程传感器无需持续供电,那么它就不需要电池,而使用电池需要定期更换(若是原电池)或充电(若是可充电电池)。如果该远程传感器仅需要用户在其附近时给出读数,则可按需进行无线供电。


我们来看 LTC3588-1 纳安功耗能量收集电源解决方案。虽然LTC3588-1最初为传感器(如压电、太阳能等)供电的能量收集(EH)应用而设计,但它也可用于无线电源应用。图3显示了采用LTC3588-1的完整发射端和接收端WPT解决方案。在发射端,使用基于 LTC6992 TimerBlox®硅振荡器的简单开环无线发射器。在此设计中,将驱动频率设置为216 kHz,低于LC谐振电路的谐振频率266 kHz。fLC_TX与fDRIVE的精确比值最好是凭经验来确定,旨在最大程度地减小由零电压开关(ZVS)引起的M1开关损耗。关于发射端线圈选择和工作频率的设计考虑,与其他WPT解决方案没有什么不同,也就是说,在接收端采用LTC3588-1并无任何独特之处。


图3. WPT采用LTC3588-1提供稳定的3.3 V电压轨。


在接收端,将LC谐振电路的谐振频率设置为与216 kHz的驱动频率相等。鉴于许多EH应用需要进行交流到直流的整流(就像WPT一样),因此LTC3588-1已经内置了这项功能,允许LC谐振电路直接连接到LTC3588-1的PZ1和PZ2引脚。该整流为宽带整流:直流到>10 MHz。与LTC4123/LTC4124/LTC4126的VCC引脚类似, 将LTC3588-1的VIN引脚调节至适合为后端输出供电的电平。对LTC3588-1而言,是迟滞降压型DC-DC稳压器的输出而不是电池充电器的输出。可通过引脚选择四种输出电压:1.8 V、2.5 V、3.3 V和3.6 V可选,连续输出电流高达100 mA。只要平均输出电流不超过100 mA,就可以选择大小合适的输出电容来提供较高的短期突发电流。当然,要完全实现100 mA输出电流能力,还取决于是否具有适当大小的发射端、线圈对以及是否充分耦合。


如果负载需求低于支持的可用无线输入功率,则VIN电压会增加。虽然LTC3588-1集成了一个输入保护分流器,可在VIN电压上升至20 V时,提供高达25 mA的拉电流,但这个功能并非必需的。随着VIN电压上升,接收线圈上的峰值交流电压也会上升,


这相当于可提供给LTC3588-1的交流量下降,而不只是在接收谐振电路中循环。如果在VIN上升至20 V之前就达到了接收线圈的开路电压(VOC),则后端电路受到保护,接收端IC中不会产生热量造成能耗。测试结果:针对图3所示气隙为2 mm的应用,测得在3.3 V下可提供的最大输出电流为30 mA,而无负载时测得的VIN电压为9.1 V。当气隙接近为零时,可提供的最大输出电流增加至大约90 mA,而无负载时的VIN电压仅增加至16.2 V,远低于输入保护分流电压(见图4)。


图4. 在3.3 V下各种距离可提供的最大输出电流。


针对采用无线电源的无电池应用,LTC3588-1提供了一种简单的集成解决方案,可提供低电流稳压电压轨,还带有完整的输入保护功能。

ADI储能解决方案助力全球迈向“碳中和”!

你留“❤”,我送礼
▽▽▽
小编将从视频的点赞粉丝中随机抽取5位幸运儿送出ADI幸运小奖品
查看往期内容↓↓↓
三连一下,你就是这条街最亮的仔~
亚德诺半导体 Analog Devices, Inc.(简称ADI)始终致力于设计与制造先进的半导体产品和优秀解决方案,凭借杰出的传感、测量和连接技术,搭建连接真实世界和数字世界的智能化桥梁,从而帮助客户重新认识周围的世界。
评论
  • 一个真正的质量工程师(QE)必须将一件产品设计的“意图”与系统的可制造性、可服务性以及资源在现实中实现设计和产品的能力结合起来。所以,可以说,这确实是一种工程学科。我们常开玩笑说,质量工程师是工程领域里的「侦探」、「警察」或「律师」,守护神是"墨菲”,信奉的哲学就是「墨菲定律」。(注:墨菲定律是一种启发性原则,常被表述为:任何可能出错的事情最终都会出错。)做质量工程师的,有时会不受欢迎,也会被忽视,甚至可能遭遇主动或被动的阻碍,而一旦出了问题,责任往往就落在质量工程师的头上。虽然质量工程师并不负
    优思学院 2025-01-09 11:48 27浏览
  • 1月7日-10日,2025年国际消费电子产品展览会(CES 2025)盛大举行,广和通发布Fibocom AI Stack,赋智千行百业端侧应用。Fibocom AI Stack提供集高性能模组、AI工具链、高性能推理引擎、海量模型、支持与服务一体化的端侧AI解决方案,帮助智能设备快速实现AI能力商用。为适应不同端侧场景的应用,AI Stack具备海量端侧AI模型及行业端侧模型,基于不同等级算力的芯片平台或模组,Fibocom AI Stack可将TensorFlow、PyTorch、ONNX、
    物吾悟小通 2025-01-08 18:17 29浏览
  • 根据环洋市场咨询(Global Info Research)项目团队最新调研,预计2030年全球中空长航时无人机产值达到9009百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为8.0%。 环洋市场咨询机构出版了的【全球中空长航时无人机行业总体规模、主要厂商及IPO上市调研报告,2025-2031】研究全球中空长航时无人机总体规模,包括产量、产值、消费量、主要生产地区、主要生产商及市场份额,同时分析中空长航时无人机市场主要驱动因素、阻碍因素、市场机遇、挑战、新产品发布等。报告从中空长航时
    GIRtina 2025-01-09 10:35 21浏览
  •  在全球能源结构加速向清洁、可再生方向转型的今天,风力发电作为一种绿色能源,已成为各国新能源发展的重要组成部分。然而,风力发电系统在复杂的环境中长时间运行,对系统的安全性、稳定性和抗干扰能力提出了极高要求。光耦(光电耦合器)作为一种电气隔离与信号传输器件,凭借其优秀的隔离保护性能和信号传输能力,已成为风力发电系统中不可或缺的关键组件。 风力发电系统对隔离与控制的需求风力发电系统中,包括发电机、变流器、变压器和控制系统等多个部分,通常工作在高压、大功率的环境中。光耦在这里扮演了
    晶台光耦 2025-01-08 16:03 80浏览
  • 光伏逆变器是一种高效的能量转换设备,它能够将光伏太阳能板(PV)产生的不稳定的直流电压转换成与市电频率同步的交流电。这种转换后的电能不仅可以回馈至商用输电网络,还能供独立电网系统使用。光伏逆变器在商业光伏储能电站和家庭独立储能系统等应用领域中得到了广泛的应用。光耦合器,以其高速信号传输、出色的共模抑制比以及单向信号传输和光电隔离的特性,在光伏逆变器中扮演着至关重要的角色。它确保了系统的安全隔离、干扰的有效隔离以及通信信号的精准传输。光耦合器的使用不仅提高了系统的稳定性和安全性,而且由于其低功耗的
    晶台光耦 2025-01-09 09:58 22浏览
  • 故障现象一辆2017款东风风神AX7车,搭载DFMA14T发动机,累计行驶里程约为13.7万km。该车冷起动后怠速运转正常,热机后怠速运转不稳,组合仪表上的发动机转速表指针上下轻微抖动。 故障诊断 用故障检测仪检测,发动机控制单元中无故障代码存储;读取发动机数据流,发现进气歧管绝对压力波动明显,有时能达到69 kPa,明显偏高,推断可能的原因有:进气系统漏气;进气歧管绝对压力传感器信号失真;发动机机械故障。首先从节气门处打烟雾,没有发现进气管周围有漏气的地方;接着拔下进气管上的两个真空
    虹科Pico汽车示波器 2025-01-08 16:51 92浏览
  • 在智能网联汽车中,各种通信技术如2G/3G/4G/5G、GNSS(全球导航卫星系统)、V2X(车联网通信)等在行业内被广泛使用。这些技术让汽车能够实现紧急呼叫、在线娱乐、导航等多种功能。EMC测试就是为了确保在复杂电磁环境下,汽车的通信系统仍然可以正常工作,保护驾乘者的安全。参考《QCT-基于LTE-V2X直连通信的车载信息交互系统技术要求及试验方法-1》标准10.5电磁兼容试验方法,下面将会从整车功能层面为大家解读V2X整车电磁兼容试验的过程。测试过程揭秘1. 设备准备为了进行电磁兼容试验,技
    北汇信息 2025-01-09 11:24 22浏览
  • 村田是目前全球量产硅电容的领先企业,其在2016年收购了法国IPDiA头部硅电容器公司,并于2023年6月宣布投资约100亿日元将硅电容产能提升两倍。以下内容主要来自村田官网信息整理,村田高密度硅电容器采用半导体MOS工艺开发,并使用3D结构来大幅增加电极表面,因此在给定的占位面积内增加了静电容量。村田的硅技术以嵌入非结晶基板的单片结构为基础(单层MIM和多层MIM—MIM是指金属 / 绝缘体/ 金属) 村田硅电容采用先进3D拓扑结构在100um内,使开发的有效静电容量面积相当于80个
    知白 2025-01-07 15:02 150浏览
  • 根据环洋市场咨询(Global Info Research)项目团队最新调研,预计2030年全球无人机锂电池产值达到2457百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为9.6%。 无人机锂电池是无人机动力系统中存储并释放能量的部分。无人机使用的动力电池,大多数是锂聚合物电池,相较其他电池,锂聚合物电池具有较高的能量密度,较长寿命,同时也具有良好的放电特性和安全性。 全球无人机锂电池核心厂商有宁德新能源科技、欣旺达、鹏辉能源、深圳格瑞普和EaglePicher等,前五大厂商占有全球
    GIRtina 2025-01-07 11:02 128浏览
  • 「他明明跟我同梯进来,为什么就是升得比我快?」许多人都有这样的疑问:明明就战绩也不比隔壁同事差,升迁之路却比别人苦。其实,之间的差异就在于「领导力」。並非必须当管理者才需要「领导力」,而是散发领导力特质的人,才更容易被晓明。许多领导力和特质,都可以通过努力和学习获得,因此就算不是天生的领导者,也能成为一个具备领导魅力的人,进而被老板看见,向你伸出升迁的橘子枝。领导力是什么?领导力是一种能力或特质,甚至可以说是一种「影响力」。好的领导者通常具备影响和鼓励他人的能力,并导引他们朝着共同的目标和愿景前
    优思学院 2025-01-08 14:54 82浏览
  • 在过去十年中,自动驾驶和高级驾驶辅助系统(AD/ADAS)软件与硬件的快速发展对多传感器数据采集的设计需求提出了更高的要求。然而,目前仍缺乏能够高质量集成多传感器数据采集的解决方案。康谋ADTF正是应运而生,它提供了一个广受认可和广泛引用的软件框架,包含模块化的标准化应用程序和工具,旨在为ADAS功能的开发提供一站式体验。一、ADTF的关键之处!无论是奥迪、大众、宝马还是梅赛德斯-奔驰:他们都依赖我们不断发展的ADTF来开发智能驾驶辅助解决方案,直至实现自动驾驶的目标。从新功能的最初构思到批量生
    康谋 2025-01-09 10:04 23浏览
  • By Toradex 秦海1). 简介嵌入式平台设备基于Yocto Linux 在开发后期量产前期,为了安全以及提高启动速度等考虑,希望将 ARM 处理器平台的 Debug Console 输出关闭,本文就基于 NXP i.MX8MP ARM 处理器平台来演示相关流程。 本文所示例的平台来自于 Toradex Verdin i.MX8MP 嵌入式平台。  2. 准备a). Verdin i.MX8MP ARM核心版配合Dahlia载板并
    hai.qin_651820742 2025-01-07 14:52 115浏览
  • 本文介绍编译Android13 ROOT权限固件的方法,触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。关闭selinux修改此文件("+"号为修改内容)device/rockchip/common/BoardConfig.mkBOARD_BOOT_HEADER_VERSION ?= 2BOARD_MKBOOTIMG_ARGS :=BOARD_PREBUILT_DTB
    Industio_触觉智能 2025-01-08 00:06 100浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦