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雷火电竞体彩app下载平台:为无线电源系统设计一款符合Qi标准的接收机线圈

发布时间: 2022-07-04 12:08:49 来源:雷火电竞体彩app下载平台 作者:雷火电竞竞猜

  功能。每一种应用的接收机 (Rx) 线圈的尺寸和/或功率要求可能会不同。要想实现一种成功、高效的

  设计,Rx 线圈是一个关键组件。另外,我们还有许多设计方法和平衡折中需要考虑。因此,在实施某个解决方案时,设计人员必须谨慎选择方法,并且有条不紊地进行设计。本文将详细讨论实现一种成功的

  标准系统模型、Rx 线圈测量与系统级影响,以及检查某个设计是否能够成功运行的一些方法。我们假设,本文读者已掌握

  规定的无线电源系统)而言,使用一个简单的变压器,便可以对磁电力传输行为建模。传统变压器通常为单一物理结构,两个绕组缠绕一个磁芯材料,且磁芯导磁性远高于空气(图

  )。由于传统变压器使用高导磁性材料来传输磁通量,因此一个线圈所产生的大部分(并非全部)磁通量与另一个线圈耦合。耦合程度可以通过一个被称作耦合系数的参数来测定,其以k(取值范围为

  所示。此处的磁耦合和互感,被简化为漏电感和磁化电感。这样,通过一个电路实现,我们便可以理解这种耦合的物理性质。就理想变压器而言,我们可以使用下列方程式计算出其匝数比:

  在强耦合系统中,漏电感占磁化电感的百分比很小,因此在求一次近似值时,该参数可以忽略不计。除高耦合外,Qi 标准系统中使用的串联谐振电容也会降低漏电感的影响。所以,主线圈到次线圈的电压增益的一次近似值为:

  Qi 标准系统的变压器由两个独立物理器件组成:发射器 (Tx) 和接收机 (Rx),并且各自有一个隔离的线圈。当

  标准系统而言,耦合系数 (k) 要比使用传统变压器的情况低得多。传统变压器的耦合系数范围为

  中,动态控制整流器的目标电压随输出电流变化而变化。由于整流器输出指示变压器需要的电压增益,因此除输出负载或者输出功率需求以外,必须考虑整流器的最高输出电压。如图

  屏蔽材料有两个主要功能:(1)为磁通量提供一条低阻抗通路,这样能够影响周围金属物体的能量线)使用更少的匝数来实现更高电感的线圈,这样便不会产生过高的电阻(匝数越多,电阻越高)。

  时,相比细薄的屏蔽材料,厚屏蔽材料的效率不易受到影响而降低。(这种影响的详情,请参见本文后面的“Rx 线圈电感测量”小节)各大厂商(例如:威世(Vishay)、TDK、松下、EE、Elytone和Mingstar)提供的典型材料,均可以帮助最小化效率下降。请注意,高导磁铁氧体材料(例如:铁粉等),并非始终都好于有隙分布材料。尽管铁氧体材料拥有高导磁性,但是在屏蔽材料厚度减小时其通量饱和点较低。我们必须谨慎考虑这一因素。

  线圈线材规范。大直径线材或者双股线材(两条平行线)拥有高效率,但价格更高,并且会带来粗Rx线圈设计。例如,PCB 线圈可能在整体成本方面更加便宜,但相比双股线,它会产生更高的等效串联电阻。

  当所用屏蔽材料的导磁性远大于空气(20)时,线圈面积便可以很好地表示耦合系数。请注意,这种情况仅适用于单层或者双层线匝的平面线圈。特殊线圈结构不适用该原则。为了确保合理的耦合和高效率,一个

  左右时,约10 H 的二次电感便足以产生要求的目标电压。系统设计中,我们需要考虑两种关系:

  请注意,这些经验法则适用于一般平面线圈,主要用作设计入门。实际设计可利用仿真工具获得最理想的优化,如图

  功率级的电气响应(例如:电压增益和输出阻抗等)。要想保持一致的响应,不同系统方案中电感的变化必须最小。由于

  线圈背后有一颗电池。由于封装材料和电池的构造问题,当在其背后放置电池时,Rx线圈电感通常会降低。除电池以外,Tx 线圈结构中磁体的存在,也会对电感产生影响。(参见

  线圈屏蔽材料的压力源,其中,屏蔽材料的磁性饱和点是一个关键参数。如果磁体存在时Rx线圈屏蔽材料饱和,则线圈电感急剧下降。由于

  线圈组件都进行了规定,因此设计人员需要知道两种情况下电感的变化,因此电感的任何变化都会改变

  还对其他参数进行了定义说明。当测量涉及电池时,电池的放置应与其在最终系统中的方向/位置相同。请注意,最终工业设计中所使用的材料也可能会影响最终电感测量结果。因此,当对调谐电路进行配置时,最终测量应使用最终移动设备工业设计的所有组件。表

  _b 用于电容计算。(详情参见下一小节“Rx 线圈调谐”。)请注意,它们可能会以L

  显示了一个负载线分析举例。该图表明,不同的负载和整流器条件,产生不同的工作频率。例如,1A 时,动态整流器目标为

  所示:(1)谐振频率(175kHz)下的整流器电压;(2)恒定工作点时从无负载到全负载的整流器电压下降。

  负载线,需达到预计最大负载电流要求。压降为负载线两端电压之差。选定工作频率下可以接受的全负载电压应高于

  标准系统的反馈响应较慢,因此进行这种瞬态响应分析是必要的。这种分析,可以模拟系统未对谐振变压器工作点进行调节时可能出现的瞬态特性。

  线圈对准误差而变得糟糕。因此,我们建议,在存在多种对准误差的情况下对负载线进行多次分析,以确定平面空间中

  线圈设计。但是,通用性和移动设备的特性,也使标准磁学设计方法出现一些独特的变化。仔细阅读和理解前面我们介绍的线圈设计内容,可以增加您一次成功的机率。我们介绍的一些评估方法,可以让您非常有条理地规定和描述一种定制

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