TI：10W无线电源系统的设计技巧

　　在使用C0G(较大封装，低串联等效电阻(ESR))和X7R(较小封装，较高ESR)时的热性能差异是十分可观的(图5)。

　　图5.电容器对热性能的影响

　　较小的、高ESR电容器会成为RX印刷电路板(PCB)上温度最高的地方。由这些电容器所导致的PCB温度上升，会阻碍其散发集成电路(IC)本身产生的热量，这也就意味着IC和PCB的总体温度都会增加。又由于使用了较小的谐振电容器，总效率从80%下降到74%。

　　图6显示的是使用一个无线电源发射器(bq500215)与一个无线电源接收器(bq51025)、评估板(EVM)和适当组件选择组合配置的10W无线电力传输的总体系统效率。

　　图6. 在5V，7V和10V输出设置时，10W电源系统的端到端效率

　　线圈选择指南

　　bq500215发射器评估模块使用一个无线电源联盟(WPC)类型的29，10µH，30mΩ线圈，其额定电流为9A。除了10W接收器之外，这个线圈确保了与之前5W WPC类型接收器的兼容性。

　　在接收器端，应该对线圈参数进行优化，以匹配应用的目标输出电压。在需要5V输出的情况下，RX线圈的标称电感值应该在10µH范围内;对于7V或10V的较高输出电压，RX线圈应该在15µH的范围内。

　　虽然理想状态是最大限度地减少线圈的直流电阻(DCR)，但是在较高的输出电压情况下，允许稍微地增加DCR来应对较低的电流。图7显示的是两个典型RX端线圈。所有RX和TX线圈组装时需要背面屏蔽材料。

　　图7. 针对5V，7V和10V输出要求的典型RX线圈技术规格

　　电池充电时间比较

　　最后，执行一个10W无线电源系统的原因是减少高容量电池的充电时间。图8显示了与bq24261 NVDC开关模式充电器组合使用时，使用5W和10W无线电源系统时针对3.1Ah锂离子电池的充电时间。充电时间被大幅减少—从使用5W充电器时接近4个小时减少到使用10W充电器时的少于3小时。由于锂离子电池充电算法的逐渐降低“渐止”属性，总充电时间的减少值与提供的电源不直接成比例。然而，代表满充电状态大约70%的恒定电流到恒定电压模式的转换点减小到了原来的一半(图8)。

　　图8. 用10W无线电源系统减少电池充电时间

　　在设计一个完整的10W电源系统时，还有很多需要考虑在内的其它细节。参考文献[9-10]提供了使用TI 10W无线电源解决方案来实现一个系统的完整指南和设计计算结果。

　　参考文献

　　1.无线电源联盟标准

　　2.Sengupta&Johns,“使用Qi协议的普遍兼容无线电源,”低功率设计

　　3.Tahar Allag,“无线电源接收器的测试和排错,”应用报告(SLUA724)，德州仪器(TI)，2014年8月

　　4.Johns, Antonacci,和Siddabatula,“设计一个用于无线电源系统的Qi兼容接收器,” 模拟应用期刊 (SLYT479), 德州仪器(TI)，2012年3季度

　　5.Tahar Allag，“无线电源接收器布局布线指南,”应用报告(SLUA710), 德州仪器(TI)，2014年6月

　　6.Ilya Kovarik,“构建无线电源接收器

　　7.Jing Ye,“NVDC充电设计注意事项和权衡考虑”视频教程

　　8.Würth Elektronik

　　9.Norelis Medina, 10W无线电源系统视频演示

　　10.下载这些数据表：bq500215, bq51025, bq24261