هل يمكن شحن بطارية LiPo لاسلكيًا؟ ما يحتاج مصممو OEM إلى تحديده

يمكن لقاعدة الشحن إزالة موصل الطاقة المكشوف من منتج صغير الحجم. ومع ذلك، فإن وضع بطارية LiPo داخل هذا المنتج لا يجعله قابلاً لإعادة الشحن لاسلكيًا.

يضيف الشحن اللاسلكي جهاز استقبال ومكونات مغناطيسية ومتطلبات التحكم إلى الجهاز. تتنافس هذه الإضافات مع البطارية على المساحة وتخلق مهمة تصميمية حرارية أخرى.

بالنسبة للمنتجات النحيلة، يمكن أن تساعد بطاريات الليثيوم بوليمر الرقيقة في مطابقة غلاف البطارية المتوفر. لا تزال مجموعة الشحن الكاملة بحاجة إلى المساحة الخاصة بها والتحقق من صحتها.

يشرح هذا الدليل ما يجب على مصممي OEM تحديده بين نظام الطاقة اللاسلكي والبطارية.

إجابة سريعة: هل يمكن شحن بطارية LiPo لاسلكيًا؟

نعم. يمكن شحن بطارية LiPo من خلال نظام شحن لاسلكي مصمم بشكل مناسب. الخلية نفسها لا تتلقى ولا تنظم الطاقة اللاسلكية.

في التصميم الاستقرائي النموذجي، يقوم جهاز الإرسال بنقل الطاقة إلى ملف الاستقبال. تقوم إلكترونيات الاستقبال بتحويل تلك الطاقة إلى مصدر كهربائي قابل للاستخدام. ثم تتحكم إدارة شحن البطارية في الشحن وفقًا لمواصفات الخلية المحددة.

تجمع بعض الدوائر المتكاملة بين جهاز الاستقبال وشاحن البطارية. يوفر البعض الآخر مخرجات إمداد لشاحن منفصل. لا ينبغي التعامل مع الملف العاري أو مخرج إمداد جهاز الاستقبال فقط كشاحن بطارية.

فصل نقل الطاقة اللاسلكي عن شحن البطارية

يمكن أن يخفي مصطلح 'بطارية الشحن اللاسلكي' العديد من الوظائف المختلفة. قم بتعريفها بشكل فردي قبل اختيار البطارية أو الموافقة على وحدة جهاز الاستقبال.

قد يؤدي مكون مادي واحد عدة وظائف. التكامل لا يلغي الحاجة إلى تحديد من يتحكم في كل حد.

على سبيل المثال، تجمع عائلة TI's BQ51050B بين الاستقبال اللاسلكي وشحن Li-ion/Li-polymer. يقوم التصميم المرجعي TIDA-00318 الخاص بـ TI بربط جهاز الاستقبال اللاسلكي بشاحن منفصل أحادي الخلية. توضح هذه بنيات مختلفة، وليس توصيات المكونات العالمية.

كما أن دائرة الحماية الأساسية ليست بديلاً عن تنظيم الشحن العادي. لا ينبغي أن يصبح القطع الوقائي هو الطريقة الروتينية لإنهاء كل شحنة.

حدد الإرساء المقصود وترتيب الشحن

ابدأ بكيفية وضع المستخدمين للمنتج، وليس فقط قوة الشحن المطلوبة.

حدد ما إذا كان يجب أن يعمل المنتج مع حامل مخصص أو منصات شحن محددة أو هدف أوسع للتشغيل البيني. 'لاسلكي' لا يعني أن كل لوحة ستقوم بشحن كل جهاز استقبال. تخدم التقنيات والتطبيقات المختلفة منتجات مختلفة.

قم بتسجيل جهاز الإرسال المقصود وإمدادات الإدخال الخاصة به ومراجعة تصميم جهاز الاستقبال. ثم قم بتوثيق مظروف وضع المستخدم:

• موقف الراحة المقصود والتوجه.

• حركة جانبية ودوران مقبول.

• جدار العلبة وأي غطاء معتمد بين الملفات.

• كيف يحتفظ الرصيف بالجهاز أو يوجهه.

• إشارة إلى الموضع الصحيح والشحن وفشل الشحن.

قد يجعل المهد الملائم تحديد المواقع أمرًا متوقعًا. قد يتطلب أيضًا تصميمًا ميكانيكيًا أكثر تعمدًا. يمكن أن توفر اللوحة المسطحة حرية وضع مختلفة، ولكن يجب تحديد منطقة الشحن القابلة للاستخدام من خلال الاختبار.

تجنب التوافق مع الإعلانات من عرض تجريبي واحد ناجح. التحقق من صحة المنتج النهائي باستخدام مجموعة الإرسال المقصودة.

قم بمطابقة مخرج جهاز الاستقبال مع شاحن البطارية

تختلف إعدادات إخراج جهاز الاستقبال وشحن البطارية بمواصفات مختلفة.

بالنسبة لجهاز استقبال مزود بشاحن منفصل، يجب على فريق الإلكترونيات التأكد من متطلبات إدخال الشاحن عبر ظروف جهاز الاستقبال المتوقعة. تحقق من بدء التشغيل، والتشغيل العادي، وانخفاض الطاقة المتاحة، وتوقف الاستقبال.

بالنسبة لشاحن جهاز الاستقبال المدمج، تحقق من نوع الجهاز الدقيق وسلوك الشحن الخاص به. لا تحدد أسماء الأجزاء المماثلة إعدادات متطابقة لجهد البطارية.

يجب أن يقدم مورد البطارية حدود الشحن المعتمدة للخلية المحددة. التسمية 'LiPo' وحدها لا تحددها. جهد البطارية الاسمي ليس جهد تنظيم الشحن.

التفصيلية يجب أن تغطي متطلبات تكامل الشاحن المضيف الجهد والتيار وردود الفعل على درجة الحرارة وتنسيق الحماية. تؤدي إضافة استقبال لاسلكي إلى تغيير مصدر الإدخال؛ لا يزيل تلك المتطلبات من جانب البطارية.

يركز هذا الدليل على المنتجات المدمجة أحادية الخلية. تحتاج الحزمة متعددة الخلايا إلى بنية شحن مناسبة لتكوينها، بدلاً من الامتداد المفترض لدائرة استقبال أحادية الخلية.

لا تقم بتحويل القوة الكهربائية في قاعدة الشحن مباشرة إلى تيار البطارية

لا يحدد تصنيف طاقة جهاز الإرسال التيار الذي يدخل الخلية. تأكد من مكان قياس كل رقم قوة.

تشمل نقاط القياس المفيدة مدخلات جهاز الإرسال، وإخراج التيار المستمر لجهاز الاستقبال، وإمدادات النظام، وأطراف البطارية. قم بتسجيلها بشكل منفصل بدلاً من تطبيق افتراض كفاءة واحد على الجهاز بأكمله.

تعتمد طاقة شحن البطارية المتوفرة أيضًا على حمل المضيف وبنية الشحن. قد تستهلك شاشة العرض أو الراديو أو المستشعر الذي يعمل على الرصيف جزءًا من الطاقة الواردة. قد يؤدي التحكم الحراري إلى تقليل الشحن بشكل أكبر.

للحصول على تصميم مقترح، اسأل:

• ما هو تيار البطارية المطلوب خلال مرحلة الشحن الرئيسية؟

• هل يستطيع جهاز الاستقبال دعم الشاحن والجهاز النشط معًا؟

• ماذا يحدث عندما تنخفض الطاقة اللاسلكية المتاحة؟

• هل تكمل البطارية حمل النظام تحت أي ظروف مقصودة؟

• كيف يتم قياس وقت الشحن واكتمال الشحن؟

تعامل مع وقت إعادة الشحن المطلوب باعتباره هدفًا للنظام للتحقق من صحته. لا تحسب النتيجة المضمونة عن طريق قسمة سعة البطارية على تيار الإخراج المعلن عنه في الرصيف.

مساحة احتياطية لمجموعة الشحن الكاملة

الخلية الرقيقة ليست سوى جزء واحد من المكدس الميكانيكي.

قم بتضمين ملف جهاز الاستقبال والتدريع المحدد له والطبقات اللاصقة ومكونات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والعزل وتوجيه الكابل. ضع في اعتبارك أيضًا التفاوتات المسموح بها في العبوة النهائية للبطارية وبدل الأبعاد المعتمد طوال عمرها التشغيلي.

مسافة الملف والمواد القريبة يمكن أن تؤثر على نقل الطاقة. ولذلك، فإن النموذج الأولي الذي يستخدم ملفًا مكشوفًا لا يحدد الأداء خلف غلاف الإنتاج.

قم بمراجعة البناء المثبت بدلاً من إضافة تصريح تعسفي حول أبعاد الخلية الاسمية. ال تساعد متطلبات تصميم حجرة بطارية LiPo في تحديد الاحتفاظ بالبطارية وحماية الضغط وتخليص البطارية داخل هذا التجميع.

لا تضغط على الحقيبة لاستعادة المساحة المفقودة في الملف أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور. قم بحل تعارض الأبعاد من خلال العلبة أو اختيار البطارية أو تخطيط الشحن.

تعامل مع التدريع باعتباره مكونًا مغناطيسيًا محددًا، وليس ورقة عازلة عامة. تنتمي مادتها وموقعها وبنيتها إلى التجميع اللاسلكي المعتمد.

قم بمراجعة الحرارة في البطارية، وليس فقط في جهاز الاستقبال

يؤدي نقل الطاقة لاسلكيًا إلى حدوث خسائر بالإضافة إلى الخسائر الموجودة في أماكن أخرى بالمنتج. يمكن أن يؤثر بناء الملف والتخطيط والتدريع والمعادن القريبة على التسخين.

لا تحدد الحماية الحرارية الداخلية لـ IC درجة حرارة البطارية. وبالمثل، فإن الغطاء الخارجي البارد لا يثبت أن الخلية المغلقة تظل ضمن شروط الشحن المعتمدة.

خطط لقياسات درجة الحرارة في المواقع ذات الصلة:

• سطح البطارية ومستشعر البطارية المحدد.

• تجميع لفائف الاستقبال.

• أجهزة الاستقبال والشحن الإلكترونية.

• قرب مكونات الجهاز المنتجة للحرارة.

• الأسطح المغلقة التي يمكن الوصول إليها عندما تكون ذات صلة بالمنتج.

سجل درجة الحرارة المحيطة وحالة البطارية ووضع الجهاز والمحاذاة مع كل نتيجة. استخدم الحدود المناسبة للبطارية المحددة والمنتج النهائي بدلاً من عتبة درجة حرارة عالمية واحدة.

تحتاج واجهة NTC للبطارية إلى قارئ واستجابة محددة. تأكد من مواصفاته الكهربائية وموضعه وكيفية التعامل مع الأخطاء من خلال تصميم الشاحن. لا يمكن للثرمستور وحده إيقاف الشحن مؤقتًا.

إذا أدى التقييد الحراري إلى منع هدف إعادة الشحن بشكل متكرر، فقم بإعادة النظر في التخطيط الكامل ووضع التشغيل. لن تؤدي زيادة سعة البطارية في حد ذاتها إلى حل مشكلة عدم كفاية طاقة الشحن أو سوء إدارة الحرارة.

التحقق من صحة المحاذاة والانقطاعات وحالة الشحن

يعد شحن العينة المركزية في درجة حرارة الغرفة نقطة انطلاق مفيدة. إنه ليس اختبار إطلاق كامل.

المصفوفة التالية هي وسيلة مساعدة عملية لتخطيط تصنيع المعدات الأصلية. يجب أن تأتي الشروط الدقيقة وحدود المرور من نظام الشحن المحدد ومتطلبات المنتج.

تحقق من مؤشر الشحن مقابل سلوك البطارية المقاس. إن تلقي الطاقة وشحن البطارية والوصول إلى الشحن الكامل هي حالات منفصلة. لا ينبغي للبرامج الثابتة تقديمها على أنها قابلة للتبديل.

عندما يعمل الجهاز أثناء الشحن، اختبر هذا الوضع بوضوح. قم بتضمين أي قيود على عبء العمل في مواصفات المنتج بدلاً من تركها كافتراض هندسي غير رسمي.

احتفظ بفحص امتثال الأجسام الأجنبية والمنتج بشكل منفصل

يمكن للأجسام المعدنية الموجودة في منطقة النقل أن تمتص الطاقة والحرارة. يعالج اكتشاف الأجسام الغريبة هذا الخطر داخل نظام الشحن اللاسلكي المحدد. لا يحل محل مراقبة درجة حرارة البطارية.

استخدم عملية التحقق المعتمدة من موفر الحلول اللاسلكية والضوابط المعملية المناسبة. لا تقم بتعطيل وظائف الحماية لشحن منتج الإنتاج بنجاح. لا ترتجل الاختبارات بوضع معدن سائب على مجموعة شحن نشطة.

بالنسبة للمنتج الذي يستخدم تقنية Qi، فإن اختيار المكون وحده لا يؤدي إلى إنشاء شهادة المنتج النهائي. يميز اتحاد الطاقة اللاسلكية المكونات عن أجهزة الإرسال والاستقبال الوظيفية الكاملة. لا يزال دمج وحدة الاستقبال يتطلب التقييم المطبق على مستوى المنتج.

احتفظ بقابلية التشغيل التفاعلي اللاسلكي وسلامة البطارية ووثائق النقل كعناصر مراجعة منفصلة. فلا يجوز تقديم دليل على أحدهما كدليل على الآخر.

وبالمثل، فإن إزالة منفذ الشحن قد يدعم استراتيجية التطويق، لكنه لا ينشئ تصنيفًا لمقاومة الماء. يعتمد هذا الادعاء على البناء النهائي والاختبارات ذات الصلة.

قم بإعداد مواصفات البطارية المشتركة والشحن اللاسلكي

قبل طلب عينات البطارية، أرسل إلى مورد البطارية معلومات كافية لتقييم الواجهة الفعلية:

• تطبيق المنتج ووضع التشغيل المقصود.

• تكوين الخلية ومتطلبات الجهد والسعة المستهدفة.

• متطلبات الشحن والجهد والشحن المعتمدة.

• طلب التفريغ العادي والذروي والاستعداد.

• الحد الأقصى لأبعاد البطارية النهائية ومساحة التركيب المتاحة.

• مواقع الملف وجهاز الاستقبال بالنسبة للبطارية.

• دبوس الموصل وطول الكابل واتجاه خروج السلك.

• متطلبات PCM أو BMS وواجهة استشعار درجة الحرارة.

• بيئة الشحن المقصودة ودرجات حرارة النموذج الأولي المقاسة، إذا كانت متوفرة.

• متطلبات التحقق من صحة العينة والكمية ومرحلة المشروع.

امنح فريق الإلكترونيات اللاسلكية نفس مراجعة رسم البطارية ومواصفاتها. يجب ألا يعمل الموردان من افتراضات مختلفة حول الخلية أو مستشعر درجة الحرارة أو المساحة المتوفرة.

الاتفاق على سجلات قبول البطارية قبل أخذ العينات. أ تساعد القائمة المرجعية لاختبار حزمة البطارية على تنظيم نتائج السعة والتفريغ والحماية ودرجة الحرارة جنبًا إلى جنب مع سجلات التحقق من صحة النظام اللاسلكي المنفصلة.

تدعم ZERNE تخصيص البطارية فيما يتعلق بالأبعاد والسعة والحماية ومتطلبات NTC والموصلات والكابلات. يجب أن يكون لتطوير جهاز الإرسال والاستقبال والملف اللاسلكي نطاق متفق عليه بشكل منفصل؛ لا تفترض أن هذه الوظائف مضمنة في خلية أو حزمة مخصصة.

قم بتجميد مراجعات الملف والدرع والإسكان والبطارية والبرامج الثابتة التي تم التحقق منها معًا. قم بإعادة تقييم الاختبارات ذات الصلة بعد التغييرات التي قد تؤثر على الملاءمة أو نقل الطاقة أو الاستشعار أو التدفئة.

التعليمات

هل يحتاج الشحن اللاسلكي لبطارية LiPo إلى خلية خاصة؟

لا تحتاج الخلية إلى وظيفة استقبال لاسلكية جوهرية. ويحتاج إلى مواصفات الشحن المعتمدة التي يتبعها النظام. يجب أيضًا أن يتناسب تنسيق البطارية واستشعار درجة الحرارة والحماية مع الجهاز النهائي.

هل يمكنني توصيل جهاز الاستقبال اللاسلكي مباشرة ببطارية LiPo؟

ليس إذا كان مجرد جهاز استقبال لإمدادات الطاقة. يجب أن يكون التحكم في شحن البطارية موجودًا ومهيأ بشكل صحيح. تقوم بعض أجهزة الاستقبال بدمج هذا التحكم؛ تحقق من المتطلبات الدقيقة للدائرة والخلية قبل اختيار البنية.

هل كل نظام شحن لاسلكي لبطارية LiPo متوافق مع لوحة شحن الهاتف؟

لا، يعتمد التوافق على جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال والتكنولوجيا والمنتج المجمع. لا ينبغي افتراض أن جهاز الإرساء الخاص أو جهاز الاستقبال الصغير متوافق مع لوحة الهاتف العشوائية.

هل يستغرق الشحن اللاسلكي لبطارية LiPo دائمًا وقتًا أطول من الشحن السلكي؟

لا تنطبق أي مقارنة عالمية. يعتمد وقت إعادة الشحن على الطاقة المتوفرة وحدود شحن البطارية وحمل الجهاز ودرجة الحرارة وإنهاء الشحن. قارن ملفات تعريف الشحن المقاسة الكاملة في ظل ظروف محددة.

هل يمكن وضع ملف الاستقبال بجانب البطارية أو خلفها؟

يحتاج الموقع إلى مراجعة مغناطيسية وحرارية وميكانيكية. التحقق من صحة الملف المحدد والدرع وترتيب البطارية داخل حاوية غرض الإنتاج. لا يوافق اختبار اللوحة المفتوحة الناجح على كل تخطيط مكدس.

ما الذي يجب على مشتري OEM تحديده لمنتج LiPo المشحون لاسلكيًا؟

حدد الإرساء المقصود، وحدود البطارية، وهدف إعادة الشحن، وحمل الجهاز، ومساحة البطارية النهائية، وترتيب الملف، وردود الفعل على درجة الحرارة، وشروط التحقق من الصحة. إسناد مسؤولية تصميم البطارية والإلكترونيات اللاسلكية بشكل منفصل.

خاتمة

يمكن شحن بطارية LiPo لاسلكيًا عندما يوفر المنتج الكامل استقبالًا لاسلكيًا متوافقًا وتحكمًا مناسبًا في شحن البطارية. ويمتد القرار الهندسي إلى ما هو أبعد من اختيار خلية أو إضافة ملف.

يجب على فرق تصنيع المعدات الأصلية تحديد مسؤوليات النظام الفرعي والحفاظ على غلاف التثبيت الكامل والتحقق من الشحن في ظل ظروف محاذاة وتحميل ودرجة حرارة واقعية. اعتماد البطارية والتجميع اللاسلكي معًا باستخدام مراجعات التصميم الخاضعة للرقابة.

اطلب مراجعة مواصفات البطارية

تطوير منتج مدمج مع الشحن اللاسلكي؟ شارك غلاف البطارية وحدود الشحن وملف تعريف الحمل والموصل ومتطلبات NTC وتخطيط الملف المقترح مع ZERNE. اطلب دعمًا مخصصًا لبطارية LiPo لمراجعة اختيار البطارية وحزم الواجهات جنبًا إلى جنب مع تصميم الشحن المضيف.