摘要：本文主要介紹了在無線充電應用中，如何進行次級端的整流橋設計，并對三種設計方案進行了比較，得出采用2顆肖特基二極管和2顆MOSFET的最佳最佳整流橋配置方案。

　　簡介

　　如今，業界持續需要移動(on-the-go)電源管理，無線(無接觸式)充電方案在市場正變得越來越流行。雖然能效不如現有線纜充電方案高，但無線充電方案為消費者提供更多便利，亦省下了額外的充電線纜。無線充電的應用領域涵蓋便攜電子產品、汽車，甚至是醫療等行業。當今的高科技社會越來越渴求針對多種電子設備的便利充電方案。潛在的無線充電市場機遇包括汽車、機場及家中應用。如今游戲平臺也為游戲控制器提供無線充電選擇，目的是為消費者提供更多便利。隨著無線充電技術變得更加流行，許多手機制造商已經開始提供集成了額外電路以使產品兼容無線充電的電池蓋。

　　無線充電并非新概念。電動牙刷和剃須刀使用這種充電方法已經有些年頭了。消費者簡單地將設備置于基座(base unit)上來給電池充電，而不需要暴露的金屬觸點。無線充電減少或省去充電線纜，且能夠同時為多個設備充電，只要簡單地將它們置于同一個充電板上就可以了。

　　無線充電是通過使用空芯(air-core)變壓器來實現的。初級繞組位于充電板，次級繞組位于設備本身。充電板在次級繞組感應出電流，此電流通過手持設備內的全橋整流器及額外電路，產生直流電壓來為電池充電。圖1顯示了無線充電電路的框圖示例。基座采用標準壁式插座供電。一旦手持設備置于基座上，電池就開始充電。

　　變壓器基本原理

　　當電流通過線圈時，就產生磁場。變壓器利用這基本屬性從一個繞組感應電流到另一個繞組。匝數比N指的是次級端繞組的匝數與初級端繞組匝數之比。

　　匝數比用于計算次級端繞組中感應的電壓和電流。次級端繞組產生的電壓可用下述等式來計算：

　　次級端繞組電流的計算等式如下：

　　變壓器可以設計為不同的配置，并使用磁芯材料在次級繞組中感應出磁場。磁導率(µ)衡量的是變壓器中產生磁場的有效性。換句話說，磁導率指的是變壓器能夠以多高的效率將電能提供給次級繞組。磁導率越高，變壓器將電能從初級傳輸到次級的效率就越高。本征磁導率指的是真空磁導率，其定義為：

　　單位是牛頓每平方安培。相對磁導率的定義是特定材料的磁導率除以本征磁導率，即

　　如今業界使用最廣泛的材料是磁芯。錳鋅鐵氧體磁芯的相對磁導率是640或更高。然而，對于無線充電器而言，磁芯材料是空氣。這是因為初級繞組處于與次級繞組相隔離的基座中。空氣的相對磁導率是1，使變壓器的能效低得多。由于變壓器能效低，電路其它部分的能效就變得極為重要。

　　次級端整流橋

　　全橋整流器及濾波器電路通過感應在次級繞組的交流信號產生恒定直流電壓。圖2顯示了使用4顆二極管配置的全橋整流器電路。

　　當二極管1和3正向偏置時，二極管2和4反向偏置，反之亦然。因此，整流橋的主要功率損耗就是兩個二極管上的正向壓降。標準二極管的壓降約為0.7V。這表示兩個二極管的功率損耗為：

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