DC2770A - B - KIT无线锂离子充电器演示套件技术解析

在电子设备飞速发展的今天，无线充电技术凭借其便捷性和创新性，成为了电子工程师们关注的焦点。DC2770A - B - KIT作为一款无线锂离子充电器演示套件，为我们展示了无线充电技术的魅力。下面，我们就来深入了解一下这款套件。

文件下载：DC2770A-B-KIT.pdf

一、套件概述

DC2770A - B - KIT由DC2773A - B发射板（采用LTC4125）和DC2775A - D接收板（采用LTC4124）组成。DC2775A - D接收板能够在发射线圈和接收线圈之间3.0mm至5.0mm的气隙下，以最高100mA的电流为单节锂离子电池充电。

套件内容

• 1块DC2773A - B（LTC4125）发射演示板
• 1块DC2775A - D（LTC4124）接收演示板

性能参数

SYMBOL	PARAMETER	CONDITIONS	MIN	TYP	MAX	UNITS
V IN	DC2773A - B电压输入	I VIN ≤ 500mA	4.5		5.5	V
I IN	DC2773A - B V IN电流	V IN = 5V			500	mA
V BAT	DC2775A - D电池充电电压	V SEL1 = HI, V SEL2 = HI		4.35		V
		V SEL1 = HI, V SEL2 = LO		4.20		V
		V SEL1 = LO, V SEL2 = HI		4.1		V
		V SEL1 = LO, V SEL2 = LO		4.00		V
I BAT	DC2775A - D充电电流	V BAT = 4.0V, I SEL1 = V CC, I SEL2 = V CC		100		mA
AIR - GAP	L TX和L RX线圈之间的间距		3	3.5	5	mm
f TX_TANK	DC2773A - B谐振槽频率			200		kHz
f RX_TANK	DC2775A - D谐振槽频率			200		kHz

二、快速启动步骤

1. 安装

将DC2775A - D板通过对齐两块板上的安装孔和螺丝，放置在DC2773A - B板上方，确保两个线圈之间的气隙约为3.5mm。

2. 参数设置

默认电池充电电压为4.2V，充电电流为100mA。可以通过DC2775A - D板上的跳线对电池充电电压、充电电流、预充电功能和低电池断开电压进行编程。

3. 连接电池模拟器

在DC2775A - D的BAT和GND端子之间分别连接电压源PS1和20欧姆电阻RBAT1，PS1和RBAT1组成电池模拟器。

4. 连接测量设备

在PS1和DC2775A - D的BAT端子之间连接电流表AM1，在DC2775A - D的BAT和GND端子之间连接电压表VM1。

5. 连接电源

在DC2773A - B的VIN端子和GND端子之间连接电源PS2，DC2773A - B也可以通过Micro - USB电缆连接到5V电源。

6. 启动电源

设置PS1 = 3.7V，PS2 = 5V，并同时启用两个电源。DC2773A - B应开始扫描LTX电流以寻找接收器。当找到有效接收器时，LED扫描将停止，直到下一个搜索周期。DC2773A - B的状态绿色LED亮起也表明这一点。输入电流监控LED串将显示相对于500mA电流限制的输入电流百分比。

7. 观察充电情况

DC2775A - D的D1应亮起，表明功率已输送到负载。观察AM1，当电池充电器处于恒流模式时，AM1应显示100mA的充电电流流入电池模拟器。将VM1的电压与电池充电电压设置进行比较，确保电池充电器处于恒流模式。

8. 测试结束

测试完成后，同时关闭PS1和PS2。

三、工作原理

1. 无线功率发射板DC2773A - B（LTC4125）

LTC4125实现了由发射线圈LTX和发射电容CTX组成的串联谐振发射槽的自动谐振驱动。自动谐振驱动器使用过零检测器来确定槽的谐振频率。SW1和SW2引脚各有一个半桥驱动器，在电流过零时，哪个SWX引脚有正向电流，就将其设置为VIN，占空比由相应的PTHx引脚确定。

LTC4125通过一个5位DAC来扫描占空比，该DAC设置PTH电压，从而确定占空比。每个DAC步骤的持续时间可通过CTS引脚编程，在本演示中设置为18ms。

FB引脚由发射线圈LTX和发射电容CTX的连接节点驱动，该节点的电压与发射谐振槽中的循环电流成正比。LTC4125监控FB引脚，当找到有效的退出条件时，停止增加PTHX电压，并在剩余的扫描周期内将PTHX电压保持在检测水平。扫描周期定时器可通过CTD引脚编程，在本演示中约为5秒。

如果接收器从发射器移除，谐振槽电流将显著上升，FB引脚捕获谐振电流的上升并终止两个半桥驱动器，发射功率降至待机模式。如果金属异物插入发射线圈和接收线圈之间，谐振频率将显著增加，LTC4125捕获谐振频率的上升并将发射功率降至待机模式。在待机模式下，LTC4125每5秒寻找一次有效接收器，如果找到则恢复功率传输。此外，LTC4125使用NTC电阻监控LTX的温度，如果NTC报告的温度高于约42°C，则关闭发射功率。

2. 无线功率接收板DC2775A - D（LTC4124）

DC2775A - D演示板实现了一个并联谐振LC电路，将LTC4124连接在ACIN和GND引脚之间。谐振电路上的交流波形由内部无线功率管理器电路整流为VCC引脚上的直流电压，该直流源然后馈入内部线性电池充电器为锂离子电池充电。

当LTC4124接收到的能量超过为电池充电所需的能量时，IC中的无线功率管理器通过将接收器谐振槽接地来保持IC（VCC引脚）的输入电压较低。这样，线性充电器的效率很高，因为其输入始终保持略高于电池电压VBAT。

当与DC2773A - B配对时，LTC4124的分流事件触发LTC4125停止其搜索算法的退出条件。这使得DC2773A - B总能找到刚好足以让LTC4124为电池充电的发射功率水平。该功能允许接收器放置在不同的轴向距离和错位位置，同时保持相同的充电电流，并且在充电周期结束时LTC4124需要较少功率的轻负载条件下提高了效率。

LTC4124包括一个全功能的CC/CV（恒流/恒压）线性电池充电器，具有涓流预充电、安全定时器终止、坏电池检测、温度合格安全充电和自动充电功能。DC2775A - D支持的最大充电电流为100mA，充电电压可通过VSELX跳线编程。

四、零件清单

该套件包含了众多的电子元件，包括电容、电阻、二极管、电感、IC等，每个元件都有其特定的参数和制造商。例如，DC2773A - B板上的电容C1、C2、C3为100uF，X5R，6.3V，10%，1206规格，制造商为MURATA；LTC4125的IC型号为ANALOG DEVICES的LTC4125EUFD#PBF。具体的零件清单可参考文档中的详细表格。

五、注意事项

1. ESD防护

该套件是静电放电（ESD）敏感设备，带电设备和电路板可能会在无检测的情况下放电。尽管产品具有专利或专有保护电路，但受到高能量ESD的设备仍可能损坏。因此，应采取适当的ESD预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

2. 法律条款

使用该评估板需遵守相关的法律条款和条件。评估板仅供评估使用，用户不得将其出租、租赁、展示、销售、转让、分配、再许可或分发，也不得允许任何第三方访问。评估板的所有权归ADI所有，用户需对其保密，不得披露或转让。若停止使用或协议终止，用户应及时将评估板归还ADI。

DC2770A - B - KIT为我们提供了一个很好的无线充电技术研究平台，电子工程师们可以通过该套件深入了解无线充电的工作原理和应用。大家在使用过程中有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的发现呢？欢迎在评论区分享。