密封设备无线充电 FAQ:ADI LTC4124 + LTC4125 方案详解

密封设备无线充电 FAQ:ADI LTC4124 + LTC4125 方案详解


1. ADI 的 LTC4124 和 LTC4125 是什么器件?

LTC4124

LTC4124 是一款无线锂离子电池充电接收器(Wireless Li-Ion Charger Receiver),专门用于空间受限的密封设备。

主要特点:

  • 2 mm × 2 mm 超小型 LQFN 封装
  • 支持最高 100 mA 充电电流
  • 集成完整 CC/CV(恒流/恒压)充电管理
  • 支持安全定时器终止
  • 坏电池检测
  • 自动重新充电
  • 电池过放保护
  • 运输模式(Shipping Mode)

简单来说:

LTC4124负责无线充电系统的“接收端”和电池充电管理。

LTC4125

LTC4125 是一款无线电源发射器(Wireless Power Transmitter)。

主要特点:

  • QFN封装
  • 工作电压 3V~5V
  • 输出功率超过 5W
  • 集成自动谐振控制
  • 集成最佳功率搜索算法
  • 支持异物检测(FOD)
  • 支持温度及过流保护

简单来说:

LTC4125负责无线充电系统的“发射端”,将电能无线传输给 LTC4124。

2. 为什么密封设备不适合传统连接器充电?

对于以下产品:

  • TWS耳机
  • 助听器
  • 入耳式设备
  • 健身追踪器
  • 医疗可穿戴设备

传统充电接口存在明显缺点:

易磨损

USB连接器长期插拔容易出现:

  • 接触不良
  • 机械损坏
  • 充电失败

防水防尘困难

开放式接口容易受到:

  • 灰尘
  • 汗液
  • 水汽

影响。

特别是:

  • IP67
  • IP68

级别产品实现难度较高。

空间占用大

小型化设备往往没有足够空间容纳:

  • USB Type-C
  • Pogo Pin
  • 专用连接器

无法实现完全密封设计

而无线功率传输(WPT)无需任何充电接口。

因此:

无线充电已经成为耳机、助听器、运动设备等密封电子产品的主流解决方案。

3. LTC4124 如何防止电池过放电?

LTC4124 内置:

Low Battery Disconnect

(低电量断开功能)

工作机制:

当:

  • 没有输入电源
  • 电池电压低于设定阈值

时,

LTC4124 会:

打开内部断开开关 M3

将负载与电池隔离。

这样可以:

✔ 防止电池继续放电

✔ 避免深度放电造成永久损伤

✔ 延长电池寿命

Shipping Mode(运输模式)

LTC4124还支持运输模式。

在运输模式下:

  • 系统几乎不耗电
  • 电池不会继续放电

只有当:

  • ACIN
  • DCIN

获得供电后才会重新启动。

4. LTC4125 的自动谐振技术有什么作用?

无线充电系统中:

发射端和接收端通常依靠 LC 谐振耦合传输能量。

不同线圈组合会对应:

  • 不同电感
  • 不同谐振频率

自动谐振(Auto Resonance)

LTC4125 会自动检测:

  • SW1
  • SW2

连接的 LC 网络谐振点。

并自动调整驱动频率。

主要作用

提高传输效率

自动工作在最佳谐振频率附近。

减少无效功耗。

提升输出功率

优化耦合效率。

提高无线充电性能。

支持异物检测(FOD)

如果出现:

  • 金属异物
  • 外部导体

会导致:

  • 线圈电感下降
  • 谐振频率升高

LTC4125 能检测这一变化。

从而停止供电。

因此:

自动谐振既负责效率优化,也承担安全监测功能。

5. LTC4125 可识别哪些故障条件?

LTC4125 内置完整保护机制。

可检测以下故障:

① 线圈过温

通过 NTC 引脚检测温度。

超过设定值停止供电。

② 谐振电压异常

检测:

VFB > VIN

说明系统异常。

③ 芯片过温

芯片内部温度超过:

150°C(典型值)

自动关闭。

④ 异物检测(FOD)

检测条件:

  • 线圈电感降低
  • 驱动频率异常升高

例如:

  • 金属硬币
  • 钥匙
  • 金属片

靠近发射线圈。

⑤ 输入过流

超过设定:

ILIM

限流值。

⑥ 搜索失败

最佳功率搜索结束后:

未找到有效接收器负载。

系统停止供电。

6. 如何用 LTC4124 搭建 WPT 接收端?

实现方法非常简单。

在 LTC4124 基础充电电路上增加:

并联 LC 谐振网络

连接到:

ACIN 引脚

即可构成无线接收端。

系统结构:

Plain Text

发射线圈

↓

无线磁场

↓

接收线圈

↓

LC谐振网络

↓

LTC4124

↓

锂电池

随后搭配 LTC4125 发射器即可形成完整 WPT 系统。

7. 评估 LTC4124 与 LTC4125 可使用哪套演示套件?

ADI 提供两套官方评估平台。

DC2770A-A-KIT

发射器评估套件

包含:

  • LTC4125发射器板

DC2770A-B-KIT

100mA接收器评估套件

包含:

  • LTC4124接收器板

套件特性:

  • 已完成无线充电电路设计
  • 提供测试点
  • 提供跳线配置
  • 可直接测量性能参数

适合:

  • 产品验证
  • 原型开发
  • 参数优化

8. LTC4124 + LTC4125 方案适合哪些应用?

由于其:

  • 高集成度
  • 小尺寸
  • 密封设计友好
  • 低功率锂电池充电

特别适用于:

消费电子

  • TWS耳机
  • 蓝牙耳机
  • 智能戒指
  • 智能眼镜

可穿戴设备

  • 智能手表
  • 健身追踪器
  • 运动传感器

医疗电子

  • 助听器
  • 医疗监测设备
  • 可穿戴医疗传感器

工业与物联网

  • 密封式传感节点
  • 工业监测设备
  • 低功耗 IoT 终端

防水电子产品

  • IP67设备
  • IP68设备
  • 户外便携设备

参考资料

文章标题:
《密封设备无线充电怎么做?ADI无线功率接收器+发射器充电方案的实现》

相关链接:

  1. ADI Supplier Center(DigiKey) https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/analog-devices
  2. LTC4124 无线锂电池充电器 https://www.digikey.cn/zh/products/detail/analog-devices-inc/LTC4124EV-TRMPBF/9990337
  3. LTC4125 无线电源发射器 https://www.digikey.cn/zh/products/detail/analog-devices-inc/LTC4125IUFD-PBF/5798084
  4. DC2770A-A-KIT 发射器评估套件 https://www.digikey.cn/zh/products/detail/analog-devices-inc/DC2770A-A-KIT/10668271
  5. DC2770A-B-KIT 接收器评估套件 https://www.digikey.cn/zh/products/detail/analog-devices-inc/DC2770A-B-KIT/10668266

一句话总结

ADI 的 LTC4124(接收器)与 LTC4125(发射器)为耳机、助听器、智能穿戴等密封设备提供高集成度无线充电方案,通过自动谐振、最佳功率搜索、异物检测及多重保护机制,在有限空间内实现安全、高效且可靠的无线功率传输(WPT)。

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