無線充電接收器電路的雙諧振電路解析
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在手機(jī)無線充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,功率接收器的雙諧振電路包括次級(jí)線圈和兩個(gè)諧振電容。第一諧振電容Cs的目的是增強(qiáng)功率傳輸效率。第二諧振電容 Cd 的目的是實(shí)現(xiàn)諧振檢測某些功率發(fā)射器設(shè)計(jì)上的接收器位置。
圖1 雙諧振電路示意圖
圖 1 顯示了雙諧振電路組成。雙諧振電路中的開關(guān)是可選的,如果開關(guān)不存在,則電容Cd 應(yīng)與次級(jí)線圈Ls 固定連接。 如果存在開關(guān),則其應(yīng)保持閉合狀態(tài),直到功率接收器傳輸其第一個(gè)數(shù)據(jù)包 (請參閱Qi 規(guī)范,通信協(xié)議)。注意,即使次級(jí)線圈沒有提供電源,開關(guān)也應(yīng)保持閉合狀態(tài),可以和后續(xù)的fd諧振頻率對(duì)應(yīng)。
雙諧振電路應(yīng)具有以下諧振頻率:
圖2 雙諧振電路的諧振頻率
在這些方程中,Ls‘是次級(jí)線圈放置在功率·發(fā)射器的表面接口上時(shí)的自感,如有必要,與原邊線圈對(duì)齊;Ls 是次級(jí)線圈不含不屬于電源一部分的磁活性材料靠近次級(jí)線圈的接收器設(shè)計(jì)(例如遠(yuǎn)離功率發(fā)射器的接口表面)。換句話說,前一個(gè)頻率表示進(jìn)行功率傳輸時(shí)的接收線圈諧振頻率,后一個(gè)頻率表示未放置到發(fā)射器上時(shí)的接收線圈諧振頻率。
此外,接收器諧振頻率fs 的容差 x 和 y 為 x = y = 5%,對(duì)應(yīng)在配置數(shù)據(jù)包中指定最大功率值為3 W 以上,對(duì)于所有其它功率接收器,x = 5% 且 y = 10%。 這里可以看出,若沒有對(duì)齊時(shí),則傳輸功率會(huì)降低。注意:計(jì)算確定電容值 Cd 時(shí),請務(wù)必考慮雙諧振電路的端子之間可能影響諧振頻率值fd的任何寄生電容 。
由次級(jí)線圈、開關(guān)(如果存在)、諧振電容Cs,諧振電容Cd組成的環(huán)路的品質(zhì)因數(shù)Q 應(yīng)超過值77。這里品質(zhì)因數(shù)Q為 定義為:
圖3 線圈品質(zhì)因數(shù)定義
其中R是電容Cs和Cd短路時(shí)環(huán)路的直流電阻,注意這里使用的是電感Ls。
圖4 原邊屏蔽說明
圖 4 顯示了用于確定次級(jí)線圈的自感Ls’的環(huán)境 。圖 4 所示的原邊屏蔽層由TDK 公司的 PC44 材料組成。原邊屏蔽呈正方形,邊長為50 毫米,厚度為 1 毫米。次級(jí)線圈的中心和初級(jí)屏蔽的中心應(yīng)對(duì)齊。接收器接口表面距離原邊屏蔽為dz = 3.4 mm。
僅當(dāng)接收器設(shè)計(jì)包含此類屏蔽時(shí),位于次級(jí)線圈頂部的屏蔽層,才會(huì)出現(xiàn)。當(dāng)確定諧振頻率時(shí),影響次級(jí)線圈電感的其它接收器組件應(yīng)該存在。
以上對(duì)接收器電路雙諧振電路參數(shù)做一說明,為后續(xù)的討論奠定基礎(chǔ)。





