Wibotic 的無人機和機器人配備新的基于 GaN 的充電器和發(fā)射器

大功率自主充電解決方案市場正在迅速擴大，Wibotic 宣布了其在臺式電池充電器以及使用 GaN 技術(shù)的無人機和自主移動機器人的無線充電發(fā)射器方面的最新進(jìn)展。通過利用 GaN 技術(shù)并確保在最惡劣的工作環(huán)境下的生存能力，創(chuàng)新的解決方案提供了更高的效率。當(dāng)與 WiBotic 軟件結(jié)合使用時，它們還使操作員能夠跟蹤和優(yōu)化單個電池的性能，以及完全自動或手動設(shè)計充電程序。

得益于突破性的感應(yīng)電力傳輸機制，自適應(yīng)匹配技術(shù)能夠提供無人機和其他飛行設(shè)備所需的功率水平。
WiBotic 的新產(chǎn)品包括被動冷卻車載充電器和完全密封的 IP67 車載充電器，以及采用 GaN Systems 最新氮化鎵 (GaN) 技術(shù)的兩款更小、更高效的發(fā)射器，據(jù)首席執(zhí)行官 Ben Waters 介紹。微博。

沃特世在接受 EEWeb 采訪時表示：“GaN 大大節(jié)省了發(fā)射器的尺寸、溫度和效率。與 MOSFET 相比，GAN FET 上極低的柵極電容可以減少驅(qū)動?xùn)艠O所需的功率，從而提高效率并減小尺寸。與傳統(tǒng) MOSFET 相比，更高頻率下的開關(guān)損耗也更低，從而提高了溫度性能”。

氮化鎵技術(shù)

與硅相比，GaN 的主要優(yōu)勢在于其更高的功率密度。這是由于導(dǎo)帶和價帶之間的間隙高于 LDMOS 技術(shù)，因此提供了更高的擊穿電壓。高功率密度允許信號遠(yuǎn)距離傳輸，擴大基站的覆蓋范圍。它還支持更小的外形尺寸，在 PCB 上需要更少的空間。因此，設(shè)計人員可以在更小的空間內(nèi)擁有更大的功率，從而降低成本。

“到目前為止，我們主要在發(fā)射器中使用 GaN。GaN 可能對其他產(chǎn)品有所幫助，例如我們的獨立臺式電池充電器，我們可以在其中提高 DC-DC 開關(guān)轉(zhuǎn)換器的效率并減小其尺寸。例如，對于無人機應(yīng)用，尺寸和重量對于任何車載充電器都至關(guān)重要，”Waters 說。

氮化鎵的帶隙為 3.2 電子伏特 (eV)，幾乎是等于 1.1 eV 的硅的三倍。這意味著需要更多的能量來激發(fā)半導(dǎo)體導(dǎo)電帶中的價電子。雖然這一特性限制了 GaN 在超低電壓應(yīng)用中的使用，但它的優(yōu)勢在于允許更高的擊穿電壓和更高的溫度下更高的熱穩(wěn)定性。GaN 極大地提高了功率轉(zhuǎn)換級的效率，在生產(chǎn)高效電壓轉(zhuǎn)換器時可作為硅的寶貴替代品。

Wibotic的系統(tǒng)

WiBotic 技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到包括臺式插入式電池充電器和完全自主的無線充電器，所有這些都與電池?zé)o關(guān)，可以通過 WiBotic Commander 軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和遠(yuǎn)程監(jiān)控。使用 WiBotic 車載充電器，任何類型的電池都可以通過直流電源手動充電。這些車載充電器還可用于使用無線充電自動為設(shè)備充電。WiBotic 無線充電技術(shù)基于感應(yīng)和諧振系統(tǒng)的優(yōu)勢，因為它融合了兩者的優(yōu)點。其獲得專利的自適應(yīng)匹配系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控相對天線位置并動態(tài)調(diào)整硬件和固件參數(shù)以保持最高效率——在高功率水平下提供可靠的充電，并跨越幾厘米的垂直距離，

WiBotic 無線充電系統(tǒng)由四個主要硬件組件組成：發(fā)射器單元、發(fā)射器天線線圈、車載充電單元、接收天線線圈。發(fā)射器單元識別任何配備車載充電單元和接收器天線線圈的傳入機器人，并自動激活以提供適量的能量。收集線圈將能量饋送到車載充電器電路。車載充電器將信號轉(zhuǎn)換回直流電壓并控制電池充電功能，以安全地為各種電池充電。

圖 1：WiBotic 無線電源解決方案的工作原理（來源：Wibotic）

OC-262 是一種被動冷卻的車載充電器，已開發(fā)為用于商業(yè)和政府應(yīng)用的加固系統(tǒng)。被動冷卻在采礦、海洋勘探和農(nóng)業(yè)等惡劣環(huán)境中特別有利，這些環(huán)境中水和灰塵是重要的問題。OC-262 由兩種型號組成，一種具有 IP20 等級，適用于需要被動冷卻但可能對環(huán)境更開放的應(yīng)用，另一種具有 IP67 等級，適用于戶外或極端環(huán)境。

“OC262 是我們的第一款被動冷卻板載充電器。特別是對于戶外應(yīng)用，我們聽到許多客戶要求能夠完全密封電子設(shè)備。OC262 滿足了這一需求。被動冷卻減輕了對任何設(shè)備、機器人、無人機、空間等外部通風(fēng)的需求，”Waters 說。

圖 2：Wibotic 的發(fā)射器

圖 3：Wibotic 的車載充電器

另一種解決方案是用于小型機器人的 OC-150 車載充電器，可提供高達(dá) 150W 的總功率和高達(dá) 10A 的電流，具體取決于電池電壓。在發(fā)射器領(lǐng)域，TR-150 使用來自 WiBotic 合作伙伴 GaN Systems Inc. 的最新高效 GaN 晶體管。它主要設(shè)計用于新的 OC-150 車載充電器，但在部署在不同的機器人車隊中時支持所有 WiBotic OC。TR-300 發(fā)射器提供與 TR-150 相同的核心優(yōu)勢，但與 WiBotic 的 OC-262 或 OC-301 車載充電器配對時可提供高達(dá) 300W 的功率。

“這些產(chǎn)品為充電和電源管理產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)提供物聯(lián)網(wǎng)連接，所有產(chǎn)品都通過 WiBotic Commander 軟件連接。許多公司仍在努力實現(xiàn)全自動部署，我們今天擁有可以幫助桌面充電的產(chǎn)品，隨著事情繼續(xù)朝著這個方向發(fā)展，這些產(chǎn)品也可以應(yīng)用于全自動充電，”Waters 評論道。

審核編輯 黃昊宇