LTC3588-1可提供低电流稳压电压轨

q:没有电池的应用,是否可以采用无线供电?
a:当然可以,可使用最初设计用于能量收集的简单的集成式纳安功耗解决方案。
无线功率传输(wpt)系统由气隙分隔的两部分组成:发射(tx)电路(包括发射线圈)和接收(rx)电路(包括接收线圈)。与典型的变压器系统非常相似,发射线圈中产生的交流电通过磁场感应在接收线圈中生成交流电。然而,与典型的变压器系统不同的是,原边(发射端)和副边(接收端)之间的耦合程度通常很低。这是由于存在非磁性材料(空气)间隙。
目前大多数无线功率传输应用都采用无线电池充电器配置。可充电电池位于接收端,只要有发射端,就可对其进行无线充电。充电完成后,将电池与充电器分离,可充电电池即可为终端应用供电。后端负载既可直接连接到电池,也可通过powerpath理想二极管间接连接到电池,或连接到充电器ic中集成的电池供电稳压器的输出端。在所有三种情况下,终端应用既可在充电器上运行,也可脱离充电器运行。
a)电池
b)powerpath理想二极管
c)稳压器输出端。
但是,如果特定应用根本没有电池,取而代之的是,当无线电源可用时,只需提供一个稳压的电压轨,那又会如何呢?在远程传感器、计量、汽车诊断和医疗诊断领域,此类应用的例子极为常见。例如,如果远程传感器无需持续供电,那么它就不需要电池,而使用电池需要定期更换(若是原电池)或充电(若是可充电电池)。如果该远程传感器仅需要用户在其附近时给出读数,则可按需进行无线供电。
我们来看 ltc3588-1 纳安功耗能量收集电源解决方案。虽然ltc3588-1最初为传感器(如压电、太阳能等)供电的能量收集(eh)应用而设计,但它也可用于无线电源应用。在发射端,使用基于 ltc6992 timerblox硅振荡器的简单开环无线发射器。在此设计中,将驱动频率设置为216 khz,低于lc谐振电路的谐振频率266 khz。flc_tx与fdrive的精确比值最好是凭经验来确定,旨在最大程度地减小由零电压开关(zvs)引起的m1开关损耗。关于发射端线圈选择和工作频率的设计考虑,与其他wpt解决方案没有什么不同,也就是说,在接收端采用ltc3588-1并无任何独特之处。
在接收端,将lc谐振电路的谐振频率设置为与216 khz的驱动频率相等。鉴于许多eh应用需要进行交流到直流的整流(就像wpt一样),因此ltc3588-1已经内置了这项功能,允许lc谐振电路直接连接到ltc3588-1的pz1和pz2引脚。该整流为宽带整流:直流到>10 mhz。与ltc4123/ltc4124/ltc4126的vcc引脚类似, 将ltc3588-1的vin引脚调节至适合为后端输出供电的电平。对ltc3588-1而言,是迟滞降压型dc-dc稳压器的输出而不是电池充电器的输出。可通过引脚选择四种输出电压:1.8 v、2.5 v、3.3 v和3.6 v可选,连续输出电流高达100 ma。只要平均输出电流不超过100 ma,就可以选择大小合适的输出电容来提供较高的短期突发电流。当然,要完全实现100 ma输出电流能力,还取决于是否具有适当大小的发射端、线圈对以及是否充分耦合。
如果负载需求低于支持的可用无线输入功率,则vin电压会增加。虽然ltc3588-1集成了一个输入保护分流器,可在vin电压上升至20 v时,提供高达25 ma的拉电流,但这个功能并非必需的。随着vin电压上升,接收线圈上的峰值交流电压也会上升,
这相当于可提供给ltc3588-1的交流量下降,而不只是在接收谐振电路中循环。如果在vin上升至20 v之前就达到了接收线圈的开路电压(voc),则后端电路受到保护,接收端ic中不会产生热量造成能耗。测试结果:针对图3所示气隙为2 mm的应用,测得在3.3 v下可提供的最大输出电流为30 ma,而无负载时测得的vin电压为9.1 v。当气隙接近为零时,可提供的最大输出电流增加至大约90 ma,而无负载时的vin电压仅增加至16.2 v,远低于输入保护分流电压。
针对采用无线电源的无电池应用,ltc3588-1提供了一种简单的集成解决方案,可提供低电流稳压电压轨,还带有完整的输入保护功能。
原文标题:【世说芯品】没有电池的应用,是否可以采用无线供电?
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