矽力杰半导体技术(杭州)有限公司应用经理 王建新
无线电能传输技术(WPT)WPT在照明领域是一种创新的技术,摆脱了传统LED灯电源线和电源接口的需求,WPT可以使LED安装更安全方便,用户可以自行安装或者更换LED灯而不会触电风险;无电源线设计可以使LED设计师设计具有新颖的产品增强用户体验,比如磁悬浮灯,手把玩LED等,特别适用于情景灯,比如酒吧等应用场合;无电源线设计可以房间更加整洁,比如台灯,床头灯等;无电源接口的设计具有很好的防尘防水性,特别适合高密闭性要求的产品,比如手电筒、儿童玩具等。
目前最主流的无线电能传输是磁场耦合式,该方式利用电源侧的线圈产生交变磁场,耦合到负载侧的线圈,进而将电能传递给负载。磁场耦合式无线电能传输,目前有两大国际标准组织WPC(Wireless Power Consortium)和A4WP(Alliance for Wireless Power)。WPC采用磁感应方式,工作频率为100kHz~200kHz,主要针对一对一紧耦合的应用,而A4WP采用磁共振方式,工作频率为6.78MHz,主要针对一对多松耦合的应用。与WPC相比,A4WP具有更远的传输距离和更大的自由度。
A4WP标准定义的无线电能传输系统的工作频率为6.78MHz,6.78MHz的工作频率实现难度非常大。目前6.78MHz无线电能传输系统多采用分离的谐振逆变器来实现,但谐振逆变器设计复杂、成本高。矽力杰的SY6504为业界第一颗用集成半桥逆变器实现6.78MHz无线电能传输系统的IC,使得系统设计简单,成本低。在照明系统中应用,目前最大难点是无线传输距离和传输效率有待于进一步提高。
会上王建新介绍了无线传输系统在LED照明中的应用,并且基于电磁谐振无限充电技术的A4WP标准设计制作了一种磁谐振耦合无线传输的LED照明系统,该系统主要包括:AC/DC变换器(采用IC SY5018),发射模块和接收模块(SY6504),恒流开关变换器(SY8702),LED灯;其中发射线圈采用较大线圈可以同时点亮多个LED灯,不需要准确地将LED灯摆放在发射基座上。实验结果表明:该系统工作在谐振点,效率最高,传输距离最远,该系统最大功率可达10W,在保持LED灯点亮的条件下,发射线圈与接收线圈间距离最大可到6cm,整机效率达65%,其中无线传输电路效率高达75%。
矽力杰展示的10W 无线LED灯DEMO