100mA無線鋰離子充電器方案

LTC4124 是一款高性能 100 mA 無線鋰離子充電器接收器,它只需很少的外部組件即可構成一個完整的小型解決方案,適合於空間受限的應用。LTC4124 與 LTC4125(一款具有優化功率搜索和異物檢測功能的無線功率發送器)配對使用,可創建一個安全高效的無線充電環境。

高度集成的無線充電器接收器

對於小尺寸便攜式和可穿戴設備而言,無線充電正變得越來越流行。這不足為奇。設備沒有裸露的連接器和端口將更加可靠,最終用戶體驗也更輕鬆簡便。為了克服這些設備(如助聽器)帶來的空間限制問題,LTC4124 集成了無線功率管理器,它將來自無線諧振電路的交流電壓轉換為穩定的直流電壓。然後,該直流電壓會饋入功能齊全的線性電池充電器中,以提供良好的電池充電功能。有著如此高的集成度,僅需添加一個接收器諧振電路和電池本身,即可實現非常小巧且功能齊全的無線充電裝置。

高效的無線功率管理器

如圖 2 所示,如果 LTC4124 接收的能量超出為電池充電所需的能量,IC 中的無線功率管理器通過將接收器諧振電路分流接地,可以使 IC 的輸入電壓 VCC 保持低電平。這樣,線性充電器將非常高效,因為其輸入始終正好保持在電池電壓 VBATT 之上。接合分流電路時,接收器諧振頻率將與發射器頻率失調,諧振電路也因此會接收較小的能量。

100mA无线锂离子充电器方案

圖 1. 完整的 6 mm 無線電池充電器解決方案。

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圖 2. 交流輸入整流和直流軌電壓調節。

使用 LTC4125 發送器構成完整的無線充電設計

圖 3 所示的 LTC4125 是一款高性能 AutoResonant™無線發送器,它具有針對無線充電應用的完整保護功能。LTC4125 中的優化功率搜索功能可根據接收器負載需求來調節發射功率。LTC4125 還包括多種異物檢測方法,以防止其他物體從發射器接收無用功率。

與 LTC4124 配對使用時,可將 LTC4125 全橋諧振驅動器轉換為半橋驅動器,以利用更精細的搜索步長,從而使低功率接收器接收恰好足夠的功率來為電池充電。當電池接近充滿電的狀態時,LTC4124 進入恆定電壓模式,使調節充電電流降低。LTC4125 將自動降低其功率傳輸水平,以匹配接收器的更低功率需求。這有助於減少整個充電週期的功耗,使 LTC4124 充電器和電池保持較低溫度。

圖 4 顯示了滿功率和限流恆壓模式下接收器電路的溫度。在室溫下,兩種模式的溫度均低於 40°C。

100mA无线锂离子充电器方案

圖 3.LTC4124 100 mA 充電器接收器與運行優化功率搜索的 LTC4125 AutoResonant 發送器配對使用。

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圖 4. 熱性能比較:(a) 4.1 V 輸出時 100 mA 充電電流,(b) 4.2 V 輸出時 10 mA 充電電流。

從發送器上移開充電器接收器時,LTC4125 找不到有源負載,其功率將降至待機模式(如圖 5 所示)。圖 6 顯示了在發送器上放置金屬異物時的情況:LTC4125 檢測到高諧振頻率並進入待機模式。

100mA无线锂离子充电器方案

圖 5.LTC4125 未檢測到接收器時的運行情況。

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圖 6.LTC4125 檢測到異物。

結論

LTC4124 集成了無線電源管理器和功能齊全的鋰離子電池充電器,簡化了空間受限應用中的無線充電器接收器設計。LTC4125 可以用作 LTC4124 接收器的半橋發送器,從而提供了一個具有完備保護功能的完整高效的無線充電解決方案。


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