安全又高效,无线充电的“黄金拍档”了解一下?

亚德诺半导体 2020-02-18 00:00

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LTC4124 是一款高性能100 mA 无线锂离子充电器接收器,它只需很少的外部组件即可构成一个完整的小型解决方案,适合于空间受限的应用。LTC4124 与 LTC4125(一款具有优化功率搜索和异物检测功能的无线功率发送器)配对使用,可创建一个安全高效的无线充电环境。


高度集成的无线充电器接收器


对于小尺寸便携式和可穿戴设备而言,无线充电正变得越来越流行。这不足为奇。设备没有裸露的连接器和端口将更加可靠,最终用户体验也更轻松简便。为了克服这些设备(如助听器)带来的空间限制问题,LTC4124集成了无线功率管理器,它将来自无线谐振电路的交流电压转换为稳定的直流电压。然后,该直流电压会馈入功能齐全的线性电池充电器中,以提供良好的电池充电功能。有着如此高的集成度,仅需添加一个接收器谐振电路和电池本身,即可实现非常小巧且功能齐全的无线充电装置。


高效的无线功率管理器


如图2所示,如果LTC4124接收的能量超出为电池充电所需的能量,IC中的无线功率管理器通过将接收器谐振电路分流接地,可以使IC的输入电压 VCC保持低电平。这样,线性充电器将非常高效,因为其输入始终正好保持在电池电压 VBATT之上。接合分流电路时,接收器谐振频率将与发射器频率失调,谐振电路也因此会接收较小的能量。


图1. 完整的6 mm无线电池充电器解决方案。


图2. 交流输入整流和直流轨电压调节。


使用LTC4125发送器构成完整的无线充电设计


图3所示的LTC4125是一款高性能 AutoResonant™ 无线发送器,它具有针对无线充电应用的完整保护功能。LTC4125中的优化功率搜索功能可根据接收器负载需求来调节发射功率。LTC4125 还包括多种异物检测方法,以防止其他物体从发射器接收无用功率。


图3. LTC4124 100 mA充电器接收器与运行优化功率搜索的LTC4125 AutoResonant 发送器配对使用。


与LTC4124配对使用时,可将LTC4125全桥谐振驱动器转换为半桥驱动器,以利用更精细的搜索步长,从而使低功率接收器接收恰好足够的功率来为电池充电。当电池接近充满电的状态时,LTC4124进入恒定电压模式,使调节充电电流降低。LTC4125将自动降低其功率传输水平,以匹配接收器的更低功率需求。这有助于减少整个充电周期的功耗,使LTC4124充电器和电池保持较低温度。


图4显示了满功率和限流恒压模式下接收器电路的温度。在室温下,两种模式的温度均低于40°C。


图4. 热性能比较:(a) 4.1 V输出时100 mA充电电流,(b) 4.2 V输出时10 mA充电电流。


从发送器上移开充电器接收器时,LTC4125找不到有源负载,其功率将降至待机模式(如图5所示)。图6显示了在发送器上放置金属异物时的情况:LTC4125检测到高谐振频率并进入待机模式。


图5. LTC4125未检测到接收器时的运行情况。


图6. LTC4125检测到异物。


结论


LTC4124集成了无线电源管理器和功能齐全的锂离子电池充电器,简化了空间受限应用中的无线充电器接收器设计。LTC4125可以用作LTC4124接收器的半桥发送器,从而提供了一个具有完备保护功能的完整高效的无线充电解决方案。
LTC4124
  • 完整的无线电源接收器、
    锂离子充电器和 PowerPath™ 控制器

  • 无线输入功率控制和整流

  • 宽带无线电源频率:
    DC 至 >10MHz

  • 引脚可选充电电流:
    10mA/25mA/50mA/100mA

  • 引脚可选充电电压:
    4.0V/4.1V/4.2V/4.35V

  • 引脚可选低电池断开:
    2.7V/3.2V

  • 在断开/运输模式下具有
    零电池漏电流

  • 通过引脚可选使能提供
    低电池预充电电流

  • 通过 NTC 输入实现温度合格的充电

  • 安全充电终止计时器

  • 微小的整体解决方案尺寸,极少外部元件

  • 小尺寸耐热性能增强型
    12 引脚 2mm × 2mm LQFN 封装










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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。
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