将无线电源与IDT的Tx/Rx参考套件结合

来自IDT的两个评估板可以帮助您快速方便地将无线电源集成到您的设计中。

寻求无线的继续

尽管各种形式的无线技术正在不断扩散，我们只需要抬头看看电线就可以提醒自己，金属线仍然是将电力从电源转移到负载的首选方式。但即使是这种模式也需要创新，而集成设备技术公司(IDT)就是寻求推动这种创新的公司之一。在本文中，我们将探索由IDT的P9038发射IC和P9025AC接收IC的评估板组成的无线电源解决方案。

但首先：为什么无线电力？

在你急着把无线电力传输整合到你的最新产品之前，好好看看将被用来替换一些铜线的材料清单:

两种复杂的IC，众多无源元件，巨大的发射器线圈，有些巨大的充电线圈，两个精心设计的PCB。。。。初步假设电缆和连接器在此处保持逗留只是公平。但问题并不那么简单，所以让我们简要讨论无线电力的一些好处。

首先，必须承认，无线电力传输吸引了人类天生对新奇和不同事物的欣赏。这不是那种你将在工程教科书中看到的成本与效益分析，但它是现实，特别是在消费电子市场的背景下。雷竞技最新app然而，也有一些更“科学”的优点，这些优点大多数与科学有关没有的连接器。一个500美元的电池供电的小玩意，如果因为连接器以某种方式失效而无法充电——触点腐蚀、外壳凹陷、插销弯曲、触点镀层磨损、弹簧触点弹性减弱——那么它就毫无价值。连接器也是一个真正的防水产品的障碍;有了无线电力传输，全潜式便携设备变得更加可行。此外，还有兼容性问题:更少的连接器意味着在维护新旧硬件或不同制造商产品之间的机械协调方面的问题更少。

我们还需要记住，该设备本身仅需要无线电力传输电路的接收器部分。Bullkier（更昂贵）部分是发射器，但理想情况下，发射器将结合到标准化的无线充电模块中。因此，一个人可能拥有六个无线动力的小工具，但只有一个与所有小工具兼容的充电站。如今，接收器 - 在大约3cm×6.5cm - 不是完全“紧凑的”的标准，但肯定有许多产品可以仅仅是因为它如此薄的原因。

评估委员会配对

P9038和P9025AC评估板一起形成5瓦，符合齐全的无线电源解决方案。QI（发音为“CHEE”）标准是一组建立的设计指南，用于设计融合或谐振动力传输的设备。电感动力传输要求发射器和接收器相当良好地对准并分开小于约7mm;在对准和分离距离方面具有更灵活的谐振动力传递，但在效率降低，在某些情况下，在某些情况下较高水平的电磁干扰（EMI）。本文讨论的电路板利用归纳电力转移。

IDT强调，这些参考工具包并不是我们通常认为的评估委员会。它们主要是为了不对于实验，而是为了快速整合进入现有的或即将到来的设计。电路板布局在性能和大小方面进行了优化，提供了最小的测试点，标题，或其他组件，以方便广泛的评估。除了板子本身，IDT还提供了原理图、gerber文件、布局指南和各种其他数字资源。这里是一个相当广泛的列表接收器板的技术文件:

评估：插入，堆栈板

它不需要太多努力得到5瓦的无线电源，从这些板。通过Micro-B连接器连接发送器板到USB充电器，将接收板放置在顶部(如下图所示)，并等待接收器上的绿色LED指示输出端子有5v。

发送器板上的绿色LED闪烁表示电源传输成功，红色固体LED表示电源传输已经停止，可能是由于发送器和接收器之间的距离过大或没有对齐。

让我们将一些导线焊接到GND和OUT端子上，这样我们就可以更近距离地观察Tx/Rx对的电源特性。接收模块本质上是一个全桥同步整流器，为低压稳压器提供动力。根据范围确认，标称输出电压为5.3 V，额定输出电流为1a(最大绝对电流为1.5 A)。

我们可以收集一些数据点来评估输出级的负载调节能力。(本节中的所有测量都假定发射机和接收机之间的最佳对准。)空载时，输出为5.34 V，如上所示。下表给出了随负载电流增加的输出电压。

因此，在这个适度的输出电流范围内，输出电压降低了1.5%。这比我们期望的标准线性稳压器IC高一些，但这当然不是一个严重的问题，特别是考虑到大多数应用程序将P9025AC的输出降低到更低的电压。

发射机和接收机之间额外间隔3毫米的测量结果表明，适当增加间隔距离不会对负载调节产生负面影响。

现在让我们看看输出噪声。第一个示波器跟踪是空载时的输出噪声。

这里我们看到15mv的峰值到峰值输出纹波，这是相当好的——事实上，15mv的峰值到峰值对于标准开关稳压器来说是一个不错的噪声规范，它通过一个铜PCB轨迹而不是振荡磁场接收输入功率。然而，噪声的频率可能会给高灵敏度的应用带来问题。在120khz时，这种波纹比开关稳压器的噪声更难过滤掉，现在许多开关稳压器的工作频率都在1mhz以上。

这是400ma负载电流下的输出噪声:

频率越高，但重要点是幅度大致相同。这表明输出噪声不会随着负载电流而显着变化，这是一件好事。以下迹线是具有400 mA负载电流的噪声和发射器和接收器之间的额外3 mm的分离。

基于这些结果，似乎P9025AC的输出噪声不会受到负载电流或分离距离的中等变化的大大影响。

距离和对齐

上面提出的测量使我们有理由相信这些IDT参考套件可以实现稳定的低噪声无线电源 - 如果，那就是电路板的适当对齐和通过适当的距离分隔。换句话说，如果您想要可靠的性能，您的设备必须施加机械约束，以确保发射器和接收器之间可接受的空间关系。

首先让我们考虑操作限制。输出电压在以下情况下会自动失效:

• 当发射线圈和接收线圈之间的距离超过大约18毫米
• 当不对准超过以下三幅图所描述的

下一个问题是，在最佳分离/对齐和输出最终失效的限制之间会发生什么?这个问题的答案可以在下面的视频中得到最好的解答。

如您所见，可操作和不可操作之间的过渡不是特别顺利。输出电压随着分离距离或失调程度的增加而逐渐减小，在失调情况下，输出电压经历了一些痛苦的波动，最终趋于稳定。这些视频中显示的过渡电压可能会导致一些严重不可预测的电路行为，因此我们需要强调在本节开始时所说的:特别是无线电力传输归纳电源传输时，需要注意发射机和接收机之间的校准和分离。

回顾

IDT公司的P9038和P9025AC评估套件是进入无线电源领域稳步扩张的良好跳板。它们允许快速创建原型并无缝集成到许多设备中，并且丰富的技术信息和设计支持资源将极大地促进您所需要的任何修改或定制。输出电压的质量似乎足以满足数字和混合信号应用，特别是考虑到进一步调节5.3 V电源到数字和模拟ic通常需要的较低电压。最突出的失效模式与不适当的间距和对齐有关，因此机械约束必须作为设计工作的一个组成部分。本系列的下一篇文章将分析功率发送板产生的电磁干扰降低混合信号电路性能的程度。

为自己提供这个项目！BOM。