Компанія Samsung і KAIST розробили нову високоефективну систему бездротової зарядки для мобільних пристроїв
На що проходила нещодавно в Сан-Франциско конференції з твердотілим електронних пристроїв IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 2013 представники компанії Samsung Electronics Co Ltd та корейського Інституту науки і сучасних технологій (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) оголосили про розробку нового високоефективного приладу для бездротової зарядки мобільних пристроїв, яка працює за рахунок ефекту магнітного резонансу. Цей прилад за рахунок своїх вкрай малих габаритів, високої ефективності передачі енергії та малих енергетичних втрат можна буде без обмежень використовувати в системах бездротової зарядки мобільних телефонів, смартфонів, планшетних комп'ютерів і іншої мобільної малогабаритної електроніки.
Схема чіпа пристрої бездротової зарядки працює на частоті 6.78 МГц. При споживанні енергії в 6 Вт і коефіцієнті корисної дії 86% пристрій забезпечує передачу до 3.4 Вт енергії, що приблизно в 10 разів більше, ніж у інших аналогічних пристроїв.
Зазвичай схеми приймачів енергії бездротових зарядних пристроїв, засновані на явищі магнітного резонансу, складаються з схеми випрямляча і схеми понижуючого перетворювача напруги. Замість того, щоб йти по традиційному шляху, фахівці KAIST і Samsung реалізували схему перемикається перетворювача, що перетворює змінний струм в постійний струм і знижує напругу постійного струму. Нова схема отримала назву "резонансний випрямляч-регулятор" (Resonant Regulating Rectifier, 3R), а результатом такого спрощення стало зниження витрати енергії і можливість виготовлення всієї схеми у вигляді одного малогабаритного чіпа.
Схема 3R складається з повного випрямного моста і трьох керуючих LD-MOSFET польових транзисторів. Таке схемотехнічне рішення позбавляє від необхідності використання додаткової резонансної котушки індуктивності, яка є основним джерелом втрат енергії. Чіп приймача виготовлений за технологією BCD (Bipolar-CMOS-DMOS) з використанням технології 0.35 мікрометра. Площа кристала чіпа складає всього 5.52 квадратних міліметра.
Система бездротової зарядки на базі нового чіпа може працювати в різних режимах, в режимі безперервної передачі енергії (continuous conduction mode, CCM) і в режимі імпульсної передачі енергії (discontinuous conduction mode, DCM), коли енергія передається імпульсами, що дозволяє організувати гнучкі, енергозберігаючі режими зарядки акумуляторних батарей мобільних пристроїв.