
Solution de recharge sans fil pour les dispositifs médicaux et portables sur soi
La technologie de recharge sans fil élimine la nécessité de changer les piles ou de connecter un câble d’alimentation. Cette commodité est très séduisante pour une variété d’applications, tels que les smartphones et les appareils portables, et est particulièrement intéressante pour les applications de faible puissance telles que des prothèses auditives qui requièrent de petits facteurs de forme.
Malgré qu’il soit difficile d’adopter la technologie de recharge sans fil dans des applications de faible puissance utilisant des batteries secondaires lithium-ion (Li-ion) compactes, notamment en raison de la taille de l’antenne normalisée, des forts courants de charge et de la dispersion de chaleur délicate, cette solution combine l’expertise des systèmes de recharge sans fil de ce constructeur avec ses microcontrôleurs (MCU) très réputés pour permettre à tous les composants clé du système de se loger dans un espace restreint afin de faciliter l’implémentation de la conception.
Très compact, le circuit récepteur de puissance intègre toutes les fonctions nécessaires à la recharge sans fil dans un boîtier de dimensions 3,22 x 2,77 mm. Il comporte un circuit redresseur synchrone qui redresse la puissance AC utilisée pour exciter la bobine d’antenne réceptrice en un courant continu, et un circuit de contrôle de la charge pour gérer une batterie Li-ion secondaire. Un convertisseur A/N à 12 bits est utilisé pour surveiller la tension et le courant de la batterie pendant la recharge, et ces données sont fournies au transmetteur de puissance pour maintenir le niveau de puissance de charge optimale. Des fonctions de protection pour la batterie et un régulateur DC/DC font également partie de la puce unique.
Les applications de faible puissance telles que les systèmes portables sur soi et les appareils auditifs utilisent généralement des batteries compactes de faibles capacités, ce qui rend crucial le facteur rendement. Le convertisseur DC/DC intégré atteint le remarquable rendement de 85% lorsque le système fonctionne à un faible niveau de charge, de l’ordre de 1 mA, ce qui permet de prolonger la durée de vie de la batterie.
Le transmetteur de puissance intègre de tous les circuits nécessaires pour la transmission d’énergie sans fil et le soutien pour une unique tension d’alimentation de 5 V pour les batteries mobiles.
D’une manière générale, la transmission d’énergie sans contact implique l’application d’un courant alternatif de 125 kHz à la bobine d’antenne du transmetteur pour exciter celle du récepteur et générer de l’énergie alternative. Le transmetteur pilote un circuit en pont et contrôle le courant alternatif afin d’obtenir la valeur de puissance de transmission requise par le récepteur d’énergie. Il inclut une fonction de protection contre les surintensités du circuit pont et une fonction de protection à deux lignes contre la surchauffe externe. Les fabricants de systèmes peuvent modifier les valeurs des paramètres en programmant les registres de lecture avec les données EEPROM externes via une interface I2C pour répondre aux besoins de l’application. De plus, ils peuvent adapter encore plus la solution à leurs besoins en connectant un microcontrôleur externe.
Le MOSFET de puissance μPA2690T1R propriétaire est recommandé pour la configuration du circuit pont. Quand il est combiné avec le transmetteur, le fabricant du système peut choisir entre les configurations en demi-pont ou en pont suivant le niveau de puissance requis.
