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