【应用】新型氮化镓功率晶体管助力实现可无线充电智能鞋设计

2018-04-30 世强
通过无线充电技术的应用,智能鞋在使用中,可以做到全封闭防水并能免去更换电池的烦恼。而在现实使用中,如果采用了不恰当的功率器件或采用了普通的充电技术,因为鞋底存在一定厚度(一般约10mm)的原因,会导致可充电距离近、不易操作的麻烦,那么,该如何解决该问题呢?

 

宜普电源转换公司(EPC)是基于增强型氮化镓的功率管理器件的领先供应商,其新近推出了新型氮化镓功率晶体管EPC2036,以其固有的特性,非常适合用在智能鞋中,可很好地解决充电距离近的问题。


1.高速度

无线电源传送要求工作在具高频的6.78MHz或13.56MHz ISM频带,谐振系统中在这个频率下可实现更高效率及更高自由度。而在这些高频率下,传统MOSFET技术已经接近它的性能极限。由于氮化镓场效应晶体管(eGaN FET)的开关转换速度在亚ns范围内,具有足够快速开关的优势,它可替代MOSFET器件,获得更高的速率及效率,成为无线电源传送应用的理想晶体管。

图1 氮化镓EPC2036相关电容参数

图2 某XXX640 MOS管相关电容参数

 

如上图1所示,是EPC2036相关的电容参数,显然比图2普通MOS小的多,为实现高速,打下了坚实的硬件基础。

 

2.功率密度高 

如下图3,是EPC2036的最大工作电压及最大工作电流情况,由此可见,EPC2036可以实现持续约33W充电功率。

图3 EPC2036的最大工作电压及最大工作电流情况

图4 EPC2036封装

 

而如图4,EPC2036尺寸,是让人惊叹的0.9mm x 0.9mm,而之所以这样,是因为,GaN极高的电子迁移率和低温度系数可实现非常低的RDS(on)(如图5红线所示),而其横向器件结构和多数载流子二极管可提供极低的QG和零QRR。 最终的结果是,导通状态损耗小、要求散热低面积低。如此,则非常适合应用于可无线充电智能鞋的项目中。

图5 极低的RDS(on)

 

3.充电远距离远

现阶段,无线充电存在四种不同的方式:电磁感应方式、电磁共振方式、电场耦合方式、无线电波方式。其中,电磁共振技术在距离上就有了一定的宽裕度,它可以支持数厘米至数米的无线充电,使用上更加灵活。EPC2036能很好地支持电磁共振技术。这恰好可以克服智能鞋存在一定厚度的问题。

图6 磁共振技术

 

除了距离较远外,电磁共振方式还可以同时对多个设备进行充电,并且对设备的位置并没有严格的限制,使用灵活度在各项技术中居于榜首。智能鞋在充电时,一般时对两只同时充电,因此,能对多个设备同时充电的特性,也是智能鞋所必须的。

 

在传输效率方面,电磁共振方式可以达到40%~60%,虽然不是非常高,但完全可以满足智能鞋的需求。


综上述,氮化镓功率晶体管EPC2036以其高速度、高功率密度、充电距离远、易开发等特性,非常适合应用在可无线充电的智能鞋中。

 

另外,针对无线充电的应用,世强作为EPC唯一中国本土分销商,还提供了完整的技术方案,以及相应的DEMO(世强官网有详细的资料),可以极大地方便客户快速开发。

 

EPC2036其它典型应用:

  • 直流-直流转换器;

  • 无线电源传送;

  • 包络跟踪;

  • 射频传送;

  • 功率逆变器;

  • D类音频放大器等。

 

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  • 137******83 Lv3. 高级工程师 2018-12-31
    价格好贵吗?
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