无线电池充电器发射器和接收器面临的挑战和限制

从汽车到手机，每个人都在关注电池。具有讽刺意味的是，这个曾经被忽视的组件现在可以成就或破坏设计和声誉。更复杂的是，可穿戴设备和物联网设备的日益普及意味着工程师面临着一系列新的挑战和限制。电池及其充电解决方案必须更小、更高效、更密集，并且不需要设备上的充电端口，否则会导致整个设计失去防水认证或容易受到灰尘的影响。为了满足这些新的限制，ST 发布了无线电池充电器发射器 （ STWBC-WA ） 和接收器 （ STWLC04） 提供非常高的效率，只有直径只有 1 厘米的线圈和一些独特的功能。为了更快、更轻松地利用该解决方案，ST 还提供了包含这两个组件和工具的评估板 （ STEVAL-ISB038V1 ），以缩短开发时间。

无线充电，也称为感应充电，当然不是什么新鲜事物，因为它基于法拉第感应定律，而尼古拉特斯拉在 1890 年代首次试验了它的原理。很简单，充电器使用发射器从电源（壁式插座、USB 端口等）汲取电流，将其发送到线圈以感应电磁场。然后，设备中的接收器靠近，因此它的线圈可以“拾取”发射器的磁场。换句话说，接收器的线圈开始以相同的频率共振，以产生电流，为系统供电或为电池充电。

灵活的无线充电接收器

直到最近，无线充电技术效率低下且难以实施，通常导致设备体积庞大，只能使用非常特定的充电器组。ST 的 STWLC04 1 W 无线充电接收器改变了这一切。该芯片的尺寸仅为 3.12 毫米 x 4.73 毫米，其降压转换器的效率为 90%，并且符合市场标准意味着它可以与绝大多数已出货的发射器配合使用。

将 STWLC04 与竞争对手区分开来的一项功能是嵌入式 32 位微控制器，它使用 16 KB ROM 和 2 KB RAM，比当今销售的大多数接收器先进得多。它不仅允许更大的控制以确保稳定运行，而且自定义设置可以存储在内存中。因此，STWLC04 既可以是自主的，也可以由主机控制，它既可以用作稳压输出为 5 V 的电压源，也可以用作锂离子或锂聚合物电池充电器，为工程师提供无与伦比的灵活性。

高效无线充电发射器

ST 也是少数几家设计了与接收器一起工作的发射器并将设计灵活性概念扩展到充电器的公司之一。因此，STWBC-WA 提供了出色的可扩展性，这意味着它既可以设置为支持高达 1 W 功率级别的半桥拓扑，也可以使用更大的线圈和全桥拓扑来支持高达 3 W 的功率级别。此外，集成驱动器的存在简化了设计并降低了成本，因为无需在 MOSFET 和发射器之间放置其他外部组件。

STWBC-WA 与 USB 电源配合使用，因此工程师将能够提供 USB 充电，而无需调整或修改他们的设计。它还能够监控接收器所需的功率水平。当设备的电池充满时，发射器会调制电磁场以减少浪费并提高效率和工作温度。

即插即用

最后，ST 将接收器和发射器打包到一个出色的开发套件 STEVAL-ISB038V1 中，该套件带有图形界面，允许工程师快速配置他们的系统以及监控行为，从而降低学习曲线。ST 还提供了有助于调整过程的指南，并提供文档以快速开始开发。由于无需安装驱动程序，因此只需使用 USB 端口将电路板插入 Windows PC 即可开始试验。

因此，工程师将能够测试实施的不同功能和安全措施。例如，异物检测确保金属物体不会意外触发发射器或接收器，这可能会产生破坏性影响。还有适当的热保护措施，以防止设备过热。

审核编辑：郭婷