Ενσωματώνει την ασύρματη ισχύ με τα κιτ αναφοράς Tx / Rx του IDT

Calling All Cars: I Asked For It / The Unbroken Spirit / The 13th Grave (Μαρτιου 2019).

Anonim

Ενσωματώνει την ασύρματη ισχύ με τα κιτ αναφοράς Tx / Rx του IDT


Δύο πίνακες αξιολόγησης από την IDT σας βοηθούν να ενσωματώσετε γρήγορα και άνετα την ασύρματη ισχύ στα σχέδιά σας.

Η αναζήτηση για ασύρματα συνεχίζεται

Παρά τη συνεχιζόμενη εξάπλωση της ασύρματης τεχνολογίας στις διάφορες μορφές της, πρέπει να κοιτάξουμε μόνο τις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας για να υπενθυμίσουμε στους εαυτούς μας ότι τα μεταλλικά καλώδια παραμένουν ο προτιμώμενος τρόπος μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας από την πηγή στο φορτίο. Αλλά ακόμα και αυτό το πρότυπο υπόκειται στην καινοτομία και μια από τις εταιρείες που επιδιώκουν να οδηγήσουν αυτή την καινοτομία είναι η τεχνολογία ολοκληρωμένων συσκευών (Integrated Device Technology, IDT). Σε αυτό το άρθρο θα διερευνήσουμε μια λύση ασύρματης ισχύος που περιλαμβάνει πίνακες αξιολόγησης για τον πομπό IC P9038 του IDT και τον δέκτη P9025AC IC.

Αλλά πρώτα: Γιατί η ασύρματη ισχύς "" src = "// www.allaboutcircuits.com/uploads/articles/IDT1_withquarter.JPG" />

Δύο εξελιγμένα IC, πολλά παθητικά εξαρτήματα, ένα τεράστιο πηνίο πομπού, ένα κάπως λιγότερο τεράστιο πηνίο φόρτισης, δύο προσεκτικά σχεδιασμένα PCB. . . . Είναι δίκαιο να κάνουμε την αρχική παραδοχή ότι τα καλώδια και οι συνδετήρες είναι εδώ για να μείνουν. Αλλά το ζήτημα δεν είναι τόσο απλό, οπότε ας συζητήσουμε εν συντομία κάποια πλεονεκτήματα της ασύρματης ισχύος.

Πρώτον, πρέπει να αναγνωριστεί ότι η ασύρματη μετάδοση δύναμης προσελκύει την έμφυτη ανθρώπινη εκτίμηση για τα νέα και διαφορετικά. Αυτό δεν είναι το είδος της ανάλυσης κόστους / οφέλους που θα δείτε σε ένα εγχειρίδιο μηχανικής, αλλά είναι πραγματικότητα, ειδικά στο πλαίσιο της αγοράς ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης. Ωστόσο, υπάρχουν πλεονεκτήματα ενός πιο «επιστημονικού» χαρακτήρα, τα περισσότερα από τα οποία συνδέονται με την απουσία συνδετήρων. Ένα gadget που τροφοδοτείται με μπαταρίες αξίας $ 500 είναι άχρηστο αν δεν μπορείτε να το επαναφορτίσετε επειδή κάποια φίσα έχει αποτύχει με κάποιο τρόπο ή αλλιώς - οι επαφές διαβρωθούν, τα περιβλήματα γαρνιριστούν, οι καρφίτσες καμφθούν, οι επαφές με τις επενδύσεις φθείρονται, οι ελατηριωτές επαφές γίνονται λιγότερο ελαστικές. Οι σύνδεσμοι αποτελούν επίσης εμπόδιο για ένα πραγματικά αδιάβροχο προϊόν. με ασύρματη μετάδοση ισχύος, πλήρως υποβρύχιες φορητές συσκευές γίνονται πολύ πιο εφικτές. Και τότε υπάρχει το ζήτημα συμβατότητας: λιγότεροι συνδετήρες σημαίνει λιγότερα προβλήματα με τη διατήρηση της μηχανικής αρμονίας μεταξύ παλαιού και νέου υλικού ή μεταξύ προϊόντων διαφορετικών κατασκευαστών.

Πρέπει επίσης να έχουμε κατά νου ότι η ίδια η συσκευή χρειάζεται μόνο το τμήμα δέκτη του κυκλώματος ασύρματης μετάδοσης ισχύος. Το πιο ογκώδες (και ακριβότερο) τμήμα είναι ο πομπός, αλλά ιδανικά ο πομπός θα ενσωματωθεί σε τυποποιημένη μονάδα ασύρματης φόρτισης. Έτσι, ένα άτομο μπορεί να κατέχει μισή δωδεκάδα ασύρματων συσκευών, αλλά μόνο ένα σταθμό φόρτισης που είναι συμβατός με όλα τα gadget. Είναι αλήθεια ότι ο δέκτης-σε περίπου 3 cm × 6, 5 cm- δεν είναι ακριβώς "συμπαγής" με τα σημερινά πρότυπα, αλλά σίγουρα υπάρχουν πολλά προϊόντα που θα μπορούσαν να βρουν μια θέση για αυτό το δομοστοιχείο απλά επειδή είναι τόσο λεπτό.

Το συμβούλιο αξιολόγησης

Οι πλακέτες αξιολόγησης P9038 και P9025AC μαζί σχηματίζουν μια ασύρματη λύση ισχύος 5 Watt, Qi. Το πρότυπο Qi (pronounced "chee") είναι ένα καθορισμένο σύνολο οδηγιών για το σχεδιασμό συσκευών που ενσωματώνουν επαγωγική ή συντονισμένη μεταφορά ισχύος. Η επαγωγική μεταφορά ισχύος απαιτεί ο πομπός και ο δέκτης να είναι αρκετά ευθυγραμμισμένοι και να χωρίζονται από λιγότερο από περίπου 7 mm. η συντονισμένη μεταφορά ισχύος είναι πιο ευέλικτη όσον αφορά την ευθυγράμμιση και την απόσταση διαχωρισμού, αλλά με το κόστος της χαμηλότερης απόδοσης και σε ορισμένες περιπτώσεις των υψηλότερων επιπέδων ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής (EMI). Οι πίνακες που συζητούνται σε αυτό το άρθρο χρησιμοποιούν επαγωγική μεταφορά ισχύος.

Το IDT τονίζει ότι αυτά τα κιτ αναφοράς δεν είναι αυτό που συνήθως θεωρούμε ως πίνακες αξιολόγησης. Δεν προορίζονται κυρίως για πειράματα αλλά για ταχεία ενσωμάτωση σε υπάρχοντα ή μελλοντικά σχέδια. Οι διατάξεις του πίνακα είναι βελτιστοποιημένες όσον αφορά την απόδοση και το μέγεθος, με ελάχιστη παροχή σημείων δοκιμής, κεφαλίδων ή άλλων στοιχείων που θα διευκόλυναν την εκτενή αξιολόγηση. Μαζί με τους ίδιους τους πίνακες, το IDT παρέχει σχηματικά σχήματα, αρχεία gerber, οδηγίες σχεδίασης και διάφορους άλλους ψηφιακούς πόρους. Εδώ είναι ο αρκετά εκτεταμένος κατάλογος της τεχνικής τεκμηρίωσης για την κάρτα λήψης:

Μπορούμε να συλλέξουμε μερικά σημεία δεδομένων για να αξιολογήσουμε τις δυνατότητες ρύθμισης του φορτίου του σταδίου παραγωγής. (Όλες οι μετρήσεις σε αυτή την ενότητα υποθέτουν τη βέλτιστη ευθυγράμμιση μεταξύ πομπού και δέκτη.) Σε καμία περίπτωση, η έξοδος είναι 5.34 V, όπως φαίνεται παραπάνω. Ο παρακάτω πίνακας δίνει την τάση εξόδου καθώς το ρεύμα φορτίου αυξάνεται.

ΦορτώνωΤάση εξόδουΡεύμα εξόδου
50 Ω5.28 V106 mA
33 Ω5.24 V159 mA
25 Ω5.22 V209 mA
13 Ω5, 20 V400 mA

Έτσι, σε αυτό το εύρος μέτριου ρεύματος εξόδου, έχουμε μείωση της τάσης εξόδου κατά 1, 5%. Αυτό είναι κάπως υψηλότερο από αυτό που θα περίμενε κανείς από ένα πρότυπο γραμμικό ρυθμιστή IC, αλλά σίγουρα δεν αποτελεί σοβαρό πρόβλημα, δεδομένου ότι οι περισσότερες εφαρμογές θα ρυθμίσουν την απόδοση του P9025AC σε χαμηλότερη τάση.

Οι μετρήσεις που έγιναν με πρόσθετο διαχωρισμό 3 mm μεταξύ πομπού και δέκτη δείχνουν ότι η ρύθμιση φορτίου δεν επηρεάζεται αρνητικά από μέτριες αυξήσεις στην απόσταση διαχωρισμού.

Τώρα ας ρίξουμε μια ματιά στο θόρυβο εξόδου. Αυτό το πρώτο πεδίο εφαρμογής είναι ο θόρυβος εξόδου χωρίς φορτίο.

Εδώ βλέπουμε 15 mV κορυφή προς κορυφή κυμάτωσης εξόδου, η οποία είναι αρκετά καλή - στην πραγματικότητα, 15 mV κορυφή-προς-κορυφή είναι ένα αξιοσέβαστο spec θορύβου για τους τυπικούς ρυθμιστές διακοπτών, οι οποίοι λαμβάνουν ισχύ εισόδου μέσω ίχνους PCB χαλκού και όχι ταλαντευόμενο μαγνητικό πεδίο. Η συχνότητα του θορύβου, ωστόσο, θα μπορούσε να παρουσιάσει προβλήματα σε εξαιρετικά ευαίσθητες εφαρμογές. Στα 120 kHz, αυτή η κυμάτωση θα ήταν πιο δύσκολο να φιλτραριστεί από το θόρυβο από τους ρυθμιστές αλλαγής, πολλοί από τους οποίους τώρα λειτουργούν σε συχνότητες άνω του 1 MHz.

Εδώ είναι ο θόρυβος εξόδου με φορτίο φορτίου 400 mA:

Η συχνότητα είναι υψηλότερη, αλλά το σημαντικό σημείο είναι ότι το εύρος είναι περίπου το ίδιο. Αυτό δείχνει ότι ο θόρυβος εξόδου δεν διαφέρει σημαντικά με το ρεύμα φορτίου, πράγμα που είναι καλό. Το ακόλουθο ίχνος είναι ο θόρυβος με φορτίο 400 mA και ένα επιπλέον διαχωρισμό των 3 mm μεταξύ του πομπού και του δέκτη.

Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, φαίνεται ότι ο θόρυβος εξόδου του P9025AC δεν επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από μέτριες μεταβολές στο ρεύμα φορτίου ή την απόσταση διαχωρισμού.

Εγγύτητα και ευθυγράμμιση

Οι μετρήσεις που παρουσιάζονται παραπάνω μας δίνουν την πεποίθηση ότι αυτά τα κιτ αναφοράς IDT μπορούν να επιτύχουν μια σταθερή, χαμηλού θορύβου ασύρματη τροφοδοσία ρεύματος - αν δηλαδή οι πίνακες είναι σωστά ευθυγραμμισμένες και διαχωρισμένες από μια κατάλληλη απόσταση. Με άλλα λόγια, εάν θέλετε αξιόπιστες επιδόσεις, η συσκευή σας πρέπει να επιβάλλει μηχανικούς περιορισμούς που εξασφαλίζουν αποδεκτή χωρική σχέση μεταξύ πομπού και δέκτη.

Αρχικά, εξετάστε τα όρια λειτουργίας. Η τάση εξόδου απενεργοποιείται αυτόματα υπό τις ακόλουθες συνθήκες:

  • όταν η απόσταση μεταξύ του πηνίου του πομπού και του πηνίου του δέκτη υπερβαίνει τα 18 mm περίπου
  • όταν η απόκλιση υπερβαίνει αυτό που απεικονίζεται στις ακόλουθες τρεις εικόνες