无线充电接收器电路的双谐振电路解析

在手机无线充电系统设计中，功率接收器的双谐振电路包括次级线圈和两个谐振电容。第一谐振电容Cs的目的是增强功率传输效率。第二谐振电容 Cd 的目的是实现谐振检测某些功率发射器设计上的接收器位置。

图1 双谐振电路示意图

图 1 显示了双谐振电路组成。双谐振电路中的开关是可选的，如果开关不存在，则电容Cd 应与次级线圈Ls 固定连接。 如果存在开关，则其应保持闭合状态，直到功率接收器传输其第一个数据包 （请参阅Qi 规范，通信协议）。注意，即使次级线圈没有提供电源，开关也应保持闭合状态，可以和后续的fd谐振频率对应。

双谐振电路应具有以下谐振频率：

图2 双谐振电路的谐振频率

在这些方程中，Ls‘是次级线圈放置在功率·发射器的表面接口上时的自感，如有必要，与原边线圈对齐；Ls 是次级线圈不含不属于电源一部分的磁活性材料靠近次级线圈的接收器设计（例如远离功率发射器的接口表面）。换句话说，前一个频率表示进行功率传输时的接收线圈谐振频率，后一个频率表示未放置到发射器上时的接收线圈谐振频率。

此外，接收器谐振频率fs 的容差 x 和 y 为 x = y = 5%，对应在配置数据包中指定最大功率值为3 W 以上，对于所有其它功率接收器，x = 5% 且 y = 10%。 这里可以看出，若没有对齐时，则传输功率会降低。注意：计算确定电容值 Cd 时，请务必考虑双谐振电路的端子之间可能影响谐振频率值fd的任何寄生电容 。

由次级线圈、开关（如果存在）、谐振电容Cs，谐振电容Cd组成的环路的品质因数Q 应超过值77。这里品质因数Q为 定义为：

图3 线圈品质因数定义

其中R是电容Cs和Cd短路时环路的直流电阻，注意这里使用的是电感Ls。

图4 原边屏蔽说明

图 4 显示了用于确定次级线圈的自感Ls’的环境 。图 4 所示的原边屏蔽层由TDK 公司的 PC44 材料组成。原边屏蔽呈正方形，边长为50 毫米，厚度为 1 毫米。次级线圈的中心和初级屏蔽的中心应对齐。接收器接口表面距离原边屏蔽为dz = 3.4 mm。

仅当接收器设计包含此类屏蔽时，位于次级线圈顶部的屏蔽层，才会出现。当确定谐振频率时，影响次级线圈电感的其它接收器组件应该存在。

以上对接收器电路双谐振电路参数做一说明，为后续的讨论奠定基础。