1、1无线电源直充设计的益处无线电力传输被定义为从一次侧（Tx）到二次侧（Rx）的电能传输。两侧都利用了相互耦合线圈。这种能量转移依赖于一次侧线圈和二次侧线圈之间的磁感应。这两个线圈简单地构成了一个变压器的两部分，并可以建模为一个松耦合变压器。 一次侧具有平坦的表面，这就允许了二次侧线圈可以置于它的上面。当 Tx 和 Rx 排列并放置在一起时，它们会形成一个相互耦合的感应关系，或形成一个简单的空芯变压器。Tx 线圈的底部和 Rx 线圈的顶部之间的适当屏蔽是必需的。两侧的屏蔽材料可作为磁通量短路。这样允许磁力线（磁通量）存在于两个线圈之间，同时也允许高校的功率传输。电能的方向总是进入通常由便携式设备
2、组成的接收机。 无线电直流/直流系统效率 正如我们刚才所描述的，一个无线电力系统主要由与线圈耦合在一起的一次侧和二次侧组成。系统效率被定义为转移到带有直流输入电源负载的最终功率比，这种直流输入电源也被应用于发射机。 方程 1：效率（%）=（直流输出功率）/（直流输入功率） 图 1 所示的是一个无线电力传输系统的原理图，该系统由一个无线电力发射机耦合到一个无线电力接收机组成。 提高系统效率，需要从输入到输出的路径内减少损失。这取决于如何具体将发射器模块（一次侧线圈，交流/直流转换器，驱动器）和接收2机（整流器，电压调节器，二次侧线圈，电池充电器）在功率传输过程中组合排列。既然这两个模块是两个分离
3、件，那么每个模块的效率都是独立的，不受另外一个的影响。这篇博客的重点是接收端。 提高系统效率，需要从输入到输出的路径内减少损失。这取决于如何具体将发射器模块（一次侧线圈，交流/直流转换器，驱动器）和接收机（整流器，电压调节器，二次侧线圈，电池充电器）组合，以及在功率传输过程中它们的排列。本篇文章我们讨论的重点是接收端。关于接收机子电路的详细信息会在下次提供。 无线功率接收器 无线接收器通常是便携式设备的一部分，如手机。接收器本身含有多个如图 2 所示的硬件电路。二次侧线圈负责接收来自发射机的传输功率作为磁通量。整流电路被用来转换收到的交流到直流的功率。电压调节电路来缓冲接收的不稳定直流功率，使
4、其稳定，并清洁直流输出功率，为下面系统使用做准备。通信电路负责发射机和单向从接收器到发射器的所有通信。 接收器内部的每个小部分都有损耗，这种损耗都直接影响无线电力系统的效率。二次侧线圈是第一个接收传输功率作为磁通量的电路。根据欧姆定律，在功率传输过程中电流通过线圈会导致 I2R 损耗。为了减少这些阻值损失，少匝数高电感线圈是必需的，所以过大的电阻不被采用。良好的屏蔽可以防止磁通损失，并提供了一个低阻抗的路径，以便只有很少的磁通线影响周围的金属物体，从而允许高电感线圈得以实现。高渗透率的屏蔽可以在每次转向的基础上提供更大的电感，但因较低饱3和点而受到损失。 整改阶段的损失主要是因为来自集成功率
5、FET 的电阻损耗。降低功率 FET 的放电电阻的有效方法是提高整流损耗。卸载耗散到外部 FET 的功率有助于减少对 IC 的散热。同时，外部 FET 也减少了总接收器的电阻损耗。 电压调节阶段通常由一个低压差线性稳压器（LDO）或线性稳压器来实现。它提供一个恒定的直流输出电压，不管负载变化或输入电压如何，只要它们都在该部件的规格范围内。LDO 稳压器的效率受静态电流和输入/输出电压的限制。静态电流或接地电流是输入和输出电流之间的差异所在。低静态电流对最大化电流效率来说是必要的。此外应该注意到，接近电压差的 LDO 稳压器总是比降压转换器更有效率。 从整流阶段动态地控制整流电压有助于保持电压调
6、节阶段输入电压和输出电压之间的低差。这也使得 LDO 可以在任何负荷条件下接近电压差运作，这也显著地增加了接收机的效率。这种特性在几个 TI 无线电接收器上实现了，如 bq51013A， bq51013B 和 bq5105xB。 直充解决方案 在接收器模块的功率调节阶段之后，电源已准备就绪。在便携式应用中，如手机，输出通常是用来给锂离子（Li-Ion）电池充电的。因此，一个分离式电池充电器是必需的。该充电器使用来自接收器的恒定电压作为输入电源（图 3） 。 如前所述，无线电接收器系统内的每个子电路都有助于功率损耗，并影响效率。设计工程师面临的挑战是无线接收器的效率，以及热性能，4板尺寸和作为一
7、个整体系统的便携式装置的物料清单成本。同样这也意味着便携设备内的电池充电器有助于满足这些挑战性的要求。 对于一个高效的解决方案来说，一个降低这些要求切实可行的办法是将整流阶段，电压调节 and 电池充电电路集成到一个单一的集成电路，与另外一个方案相比这是一个高效的解决方案。另外一个解决方案是使用无线电接收器，这个接收器带有个单独的下游充电器集成电路（图 4和图 2） ，分别用方程式 3 和方程 2 表达。 方程式 2： 效率（分离式解决方案%）= （交流输入功率）/（输出电压*输出电流） *（输出电压*输出电流）/（电池电压* 电池电流） 方程式 3： 效率（直接充电%）=（直流输入功率）/（电池电压* 电池电流） 例如，bq51050B 在一个单一集成电路内会提供所有这些功能。这不需要单独的充电器集成电路，并且可以提供节省空间包的潜在成本节省。
