無(wú)線電池充電器發(fā)射器和接收器面臨的挑戰(zhàn)和限制

從汽車到手機(jī)，每個(gè)人都在關(guān)注電池。具有諷刺意味的是，這個(gè)曾經(jīng)被忽視的組件現(xiàn)在可以成就或破壞設(shè)計(jì)和聲譽(yù)。更復(fù)雜的是，可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的日益普及意味著工程師面臨著一系列新的挑戰(zhàn)和限制。電池及其充電解決方案必須更小、更高效、更密集，并且不需要設(shè)備上的充電端口，否則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)失去防水認(rèn)證或容易受到灰塵的影響。為了滿足這些新的限制，ST 發(fā)布了無(wú)線電池充電器發(fā)射器 （ STWBC-WA ） 和接收器 （ STWLC04） 提供非常高的效率，只有直徑只有 1 厘米的線圈和一些獨(dú)特的功能。為了更快、更輕松地利用該解決方案，ST 還提供了包含這兩個(gè)組件和工具的評(píng)估板 （ STEVAL-ISB038V1 ），以縮短開發(fā)時(shí)間。

無(wú)線充電，也稱為感應(yīng)充電，當(dāng)然不是什么新鮮事物，因?yàn)樗诜ɡ诟袘?yīng)定律，而尼古拉特斯拉在 1890 年代首次試驗(yàn)了它的原理。很簡(jiǎn)單，充電器使用發(fā)射器從電源（壁式插座、USB 端口等）汲取電流，將其發(fā)送到線圈以感應(yīng)電磁場(chǎng)。然后，設(shè)備中的接收器靠近，因此它的線圈可以“拾取”發(fā)射器的磁場(chǎng)。換句話說(shuō)，接收器的線圈開始以相同的頻率共振，以產(chǎn)生電流，為系統(tǒng)供電或?yàn)殡姵爻潆姟?/p>

靈活的無(wú)線充電接收器

直到最近，無(wú)線充電技術(shù)效率低下且難以實(shí)施，通常導(dǎo)致設(shè)備體積龐大，只能使用非常特定的充電器組。ST 的 STWLC04 1 W 無(wú)線充電接收器改變了這一切。該芯片的尺寸僅為 3.12 毫米 x 4.73 毫米，其降壓轉(zhuǎn)換器的效率為 90%，并且符合市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)意味著它可以與絕大多數(shù)已出貨的發(fā)射器配合使用。

將 STWLC04 與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手區(qū)分開來(lái)的一項(xiàng)功能是嵌入式 32 位微控制器，它使用 16 KB ROM 和 2 KB RAM，比當(dāng)今銷售的大多數(shù)接收器先進(jìn)得多。它不僅允許更大的控制以確保穩(wěn)定運(yùn)行，而且自定義設(shè)置可以存儲(chǔ)在內(nèi)存中。因此，STWLC04 既可以是自主的，也可以由主機(jī)控制，它既可以用作穩(wěn)壓輸出為 5 V 的電壓源，也可以用作鋰離子或鋰聚合物電池充電器，為工程師提供無(wú)與倫比的靈活性。

高效無(wú)線充電發(fā)射器

ST 也是少數(shù)幾家設(shè)計(jì)了與接收器一起工作的發(fā)射器并將設(shè)計(jì)靈活性概念擴(kuò)展到充電器的公司之一。因此，STWBC-WA 提供了出色的可擴(kuò)展性，這意味著它既可以設(shè)置為支持高達(dá) 1 W 功率級(jí)別的半橋拓?fù)洌部梢允褂酶蟮木€圈和全橋拓?fù)鋪?lái)支持高達(dá) 3 W 的功率級(jí)別。此外，集成驅(qū)動(dòng)器的存在簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并降低了成本，因?yàn)闊o(wú)需在 MOSFET 和發(fā)射器之間放置其他外部組件。

STWBC-WA 與 USB 電源配合使用，因此工程師將能夠提供 USB 充電，而無(wú)需調(diào)整或修改他們的設(shè)計(jì)。它還能夠監(jiān)控接收器所需的功率水平。當(dāng)設(shè)備的電池充滿時(shí)，發(fā)射器會(huì)調(diào)制電磁場(chǎng)以減少浪費(fèi)并提高效率和工作溫度。

即插即用

最后，ST 將接收器和發(fā)射器打包到一個(gè)出色的開發(fā)套件 STEVAL-ISB038V1 中，該套件帶有圖形界面，允許工程師快速配置他們的系統(tǒng)以及監(jiān)控行為，從而降低學(xué)習(xí)曲線。ST 還提供了有助于調(diào)整過(guò)程的指南，并提供文檔以快速開始開發(fā)。由于無(wú)需安裝驅(qū)動(dòng)程序，因此只需使用 USB 端口將電路板插入 Windows PC 即可開始試驗(yàn)。

因此，工程師將能夠測(cè)試實(shí)施的不同功能和安全措施。例如，異物檢測(cè)確保金屬物體不會(huì)意外觸發(fā)發(fā)射器或接收器，這可能會(huì)產(chǎn)生破壞性影響。還有適當(dāng)?shù)臒岜Ｗo(hù)措施，以防止設(shè)備過(guò)熱。

審核編輯：郭婷