实现无线充电原理应用困难重重
【大比特导读】无线充电原理从诞生之日就饱受争议,而实现之路也是困难重重,我们寻找涉足无线充电领域的公司,试图从他们的现状来一窥无线充电产业的最新动态。
无线充电原理从诞生之日就饱受争议,而实现之路也是困难重重,我们寻找涉足无线充电领域的公司,试图从他们的现状来一窥无线充电产业的最新动态。
成功的设计:不仅是性能,还需兼具工艺与良率
第一个是上海锐灵电子科技有限公司的研发经理。值得一提的是,锐灵的无线充电原理产品在近日获得了苹果MFI(made for iPhone/iPod/iPad)认证。通过苹果MFI认证的条件很苛刻,必须经过苹果一系列严格的测试与论证,认证通过率仅有2%。高全喜分享了锐灵遇到的一些设计问题:
前一段时间的移动电源+无线充电原理应用项目,在研发过程中遇到了一连串的问题,比如无线效率低、升压效率低而且波动大等。为此,我们设计了一大堆方案。对应无线充电原理应用效率低的问题,当时我们项目组有成员建议增加布线的线宽,有成员建议更换控制IC等,经过多次讨论以及各方案的初步排除试验,我们最终从众多方案中选取了两个可行性比较大的方案:方案一:更换MOS管,选取低导通阻抗MOS管,这样会使得效率少高一点;方案二:更换MOS管驱动IC,因为MOS管的死区时间和静态工作电流对整个电路的影响是很大的,更换死区时间小和静态电流小的驱动IC,会使得效率升高。这两个方案的优劣几乎部分高下,我们很难抉择。
考虑到成本、性能的权衡,在加上时间的紧迫,所以采用两个方案同时进行的方式,我将项目组分为2组,一组选取低导通阻抗MOS管,一组选取更换MOS管驱动IC的方式进行测试。测试结果出来,更换低导通阻抗MOS管成本会成指数增长方式,比如一个25毫欧(VGS=4.5V)的MOS管成本能到0.4元,一个16毫欧(VGS=4.5V)的MOS管成本能到1.1到1.5元,一个12毫欧(VGS=4.5V)的MOS管成本能到1.5到2元,以此类推,成本成现爆炸式增长,但是性能测试下来,效果改善不大,只从70%提高到72%。
与此同时,我们的第二个方案的结果也出来了,由于MOS管的死区时间需要整个电路的配合,MOS死区时间短了,就必须配合高速的MOS管,所以MOS管的开关时间以及对应的结电容就必须考虑,因此这个方案试验起来会比较繁琐,时间比较紧迫,但我们必须要经过多次试验,所以我们将力量再一次分散,最终几乎每个成员都在试验。
由于我们能量传输的频率能到205K,周期4us左右,所以我们原先使用的死区时间为400-650ns的ir2104就会产生了一定的影响,我们最终将ir2104换掉。经过不断测试,我们更换了死区时间为40-50ns的MOS管驱动IC,并选取了配套的MOS管AO3420,成本差别不大,然而效率呈现直线上升,最高效率可以测试到77%,这个问题得到解决。
关于升压效率低而且波动大的问题,我们当时有成员主张我们自主研发,依照一个成熟的方案,提高其效率;有一部分成员主张选取新的方案。考虑到目前移动电源方案公司相当多,所以我们最后决定,选取大量目前现有的移动电源方案,分别进行测试,测试不过就换,最后选取了深圳一家公司的方案,采用ME2139升压解决了这个问题,最终实现升压可达到2A,效率可达到90%,而且输出纹波也在要求范围内。未来无线充电原理产品将得到更广泛的应用。
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