Mpangilio wa coil na optimization kwa mkutano wa malipo wa wireless wa PCB

Mpangilio wa coil na optimization kwa mkutano wa malipo wa wireless wa PCB

Mifumo ya malipo isiyo na waya hutegemea mpangilio wa coil uliowekwa kwa usahihi ili kufikia uhamishaji mzuri wa nguvu kati ya transmitter na PCB za mpokeaji. Ubunifu na uwekaji wa coils hizi huathiri moja kwa moja coupling ya nishati, usimamizi wa mafuta, na viwango vya kuingilia umeme (EMI). Hapo chini kuna mazingatio muhimu na mikakati ya kuongeza nguvu ya kuongeza utendaji katika makusanyiko ya PCB isiyo na waya.

1. Jiometri ya coil na mifumo ya vilima
sura na usanidi wa vilima wa coil huamua usambazaji wake wa shamba la sumaku na inductance. Coils za mviringo hutumiwa kawaida kwa malipo ya omnidirectional, wakati coils za mstatili au za spiral za sayari hutoa compactness na utangamano na miundo ya kifaa gorofa. Idadi ya zamu, chachi ya waya, na nafasi kati ya vilima hushawishi maadili ya inductance, ambayo lazima ipatane na mahitaji ya frequency (kawaida katika KHz hadi MHz kwa mifumo inayolingana ya Q).

Kuboresha mifumo ya vilima ni pamoja na kusawazisha inductance na upinzani. Vilima vilivyowekwa vizuri huongeza inductance lakini inaweza kuongeza uwezo wa vimelea, na kusababisha mabadiliko ya mzunguko wa frequency. Kinyume chake, nafasi pana hupunguza athari za vimelea lakini inaweza kudhoofisha uwanja wa sumaku. Miundo ya hali ya juu inajumuisha PCB za safu nyingi na coils zilizoingia ili kupunguza upotezaji wa vimelea na kuboresha utaftaji wa mafuta kupitia ndege za shaba zilizojumuishwa.

2. Nafasi na upatanishi kati ya transmitter na mpokeaji coils
Uhamisho wa nguvu unaofaa inategemea kudumisha nafasi nzuri na upatanishi kati ya transmitter na coils ya mpokeaji. Upotofu, hata na milimita chache, inaweza kupunguza ufanisi wa kuunganishwa na kuongeza kizazi cha joto. Ili kupunguza hii, wabuni hutumia vifaa vya ngao ya Ferrite chini ya coils kuzingatia flux ya sumaku na kupunguza shamba zilizopotea. Sahani za Ferrite pia huongeza inductance ya kuheshimiana kwa kuzuia upotezaji wa eddy wa sasa katika sehemu za karibu za kufanikiwa.

Nafasi ya wima kati ya coils ni jambo lingine muhimu. Wakati ukaribu wa karibu unaboresha kuunganishwa, huongeza hatari ya mawasiliano ya mwili au ujenzi wa mafuta. Mapungufu ya hewa lazima akaunti ya uvumilivu wa sehemu na sababu za mazingira kama vumbi au uchafu. Baadhi ya miundo inajumuisha mifumo ya upatanishi wa moja kwa moja au nafasi za coil zinazoweza kubadilishwa ili kulipia upotovu kwa nguvu, kuhakikisha utendaji thabiti katika hali tofauti za utumiaji.

3. Mikakati ya Kuingiliana kwa Electromagnetic (EMI) Mikakati ya
malipo ya waya isiyo na waya hutengeneza shamba zinazobadilika ambazo zinaweza kusababisha EMI katika mizunguko ya elektroniki ya karibu, kuvuruga mawasiliano au utendaji wa sensor. Ili kukandamiza EMI, wabuni hujumuisha tabaka za kinga ndani ya stack-up ya PCB, kama vile foils za shaba zilizowekwa au polima zenye nguvu. Tabaka hizi huchukua au kuelekeza mionzi ya umeme mbali na vifaa nyeti.

Mizunguko ya kuchuja pia ni muhimu kwa kupunguza kelele ya mzunguko wa juu. Vichungi vya kupitisha chini, vilivyowekwa kati ya dereva wa coil na usambazaji wa umeme, hupata maelewano yanayotokana na kubadili wasanifu. Kwa kuongeza, kupungua kwa capacitors karibu na vituo vya coil kushuka kwa umeme na kupunguza uzalishaji wa radi. Kuzingatia viwango vya kimataifa vya EMI (kwa mfano, FCC Sehemu ya 15 au IEC 60601) inahakikisha mfumo hufanya kazi bila kuingilia kati na vifaa vingine.

4. Usimamizi wa mafuta kupitia Coil Design
-Nguvu ya Wireless ya juu hutoa joto kubwa katika coils na maeneo ya karibu ya PCB. Usimamizi duni wa mafuta unaweza kudhoofisha utendaji, kupunguza ufanisi, au vifaa vya uharibifu. Ili kushughulikia hii, wabuni huongeza mpangilio wa coil kwa kusambaza vilima sawasawa ili kuepusha sehemu kubwa. Ufuatiliaji wa shaba nene au kuzama kwa joto iliyoingizwa huboresha ubora wa mafuta, wakati VIAS huunganisha tabaka za coil kwa ndege za ardhini za ndani kwa utaftaji wa joto ulioimarishwa.

Zana za simulizi za mafuta husaidia kutabiri usambazaji wa joto kwenye PCB, ikiruhusu marekebisho ya jiometri ya coil au uteuzi wa nyenzo kabla ya prototyping. Kwa mfano, kutumia sehemu ndogo za joto-sugu au adhesives zenye nguvu kunaweza kuboresha kuegemea katika mazingira ya mahitaji. Baadhi ya miundo ya hali ya juu inajumuisha vifaa vya mabadiliko ya awamu au mifumo ya baridi ya kazi ili kudumisha hali ya joto wakati wa vikao vya malipo vya muda mrefu.

5. Kuweka mara kwa mara na utaftaji wa
kufanikiwa kufanikiwa kati ya transmitter na coils ya mpokeaji ni muhimu kwa kuongeza ufanisi wa uhamishaji wa nguvu. Resonance hufanyika wakati athari ya kuchochea ya coils inalingana na athari ya mtandao wa tuning, kawaida inahusisha safu au capacitors sambamba. Uhesabuji sahihi wa maadili ya sehemu inahakikisha mfumo hufanya kazi kwa masafa yake yaliyokusudiwa (kwa mfano, 100-205 kHz kwa Qi 1.3).

Drift ya mara kwa mara kwa sababu ya mabadiliko ya joto au kuzeeka kwa sehemu inaweza kuvuruga resonance, kupunguza ufanisi. Duru za kueneza za Adaptive hufuatilia frequency ya kufanya kazi na kurekebisha uwezo kwa nguvu ili kudumisha upatanishi mzuri. Njia hii inalipia tofauti katika inductance ya coil au hali ya mzigo, kuhakikisha utendaji thabiti katika vifaa tofauti na sababu za mazingira.

Hitimisho
Mpangilio wa Coil na Uboreshaji katika makusanyiko ya PCB isiyo na waya yanahitaji njia kamili ya jiometri, nafasi, kukandamiza EMI, usimamizi wa mafuta, na tuning ya frequency. Kwa kushughulikia mambo haya kupitia muundo wa iterative na simulizi, wahandisi wanaweza kuunda mifumo ambayo hutoa ufanisi mkubwa, kuegemea, na urahisi wa watumiaji. Kila mkakati wa optimization unachangia kupunguza upotezaji wa nishati, kupunguza kuingiliwa, na kupanua maisha ya miundombinu ya malipo ya waya.