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Renesas Electronics, fournisseur leader de solutions de semi-conducteurs avancées, a annoncé aujourd’hui une solution de recharge sans fil sans contact pour les applications de faible puissance, tels que les prothèses auditives et autres appareils portables, qui nécessitent d’être résistants à l’eau et à la poussière.
La nouvelle solution de recharge sans fil se compose d’un circuit intégré (IC) récepteur de puissance (RAA457100) et d’un IC transmetteur de puissance (RAA458100). Chaque IC comprend toutes les fonctions nécessaires à la recharge sans fil, réunies sur une seule puce. Renesas offrira également un kit d’évaluation pour aider les fabricants lors de la conception de systèmes de recharge sans fil.
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. La technologie de recharge sans fil est particulièrement intéressante pour les applications de faible puissance telles que des prothèses auditives qui requièrent de petits facteurs de forme. Un défi doit cependant être relevé car il est difficile d’adopter la technologie de recharge sans fil dans des applications de faible puissance. En effet, la recharge de systèmes utilisant des batteries secondaires lithium-ion (Li-ion) compactes n’est pas adaptée aux applications de faible puissance pour les raisons suivantes :
Obtenir de petits facteurs de forme peut être difficile avec la technologie de recharge sans fil existante en raison de la taille de l’antenne mandatée par les normes en vigueur.
De forts courants de charge sont nécessaires.
Il est difficile d’assurer la dispersion de la chaleur.
Avec sa nouvelle solution de recharge sans fil, Renesas a combiné son expertise des systèmes de recharge sans fil avec ses microcontrôleurs (MCU) très réputés pour permettre à tous les composants clés du système de se loger dans un espace restreint afin de faciliter l’implémentation de la conception.
1) Permet des produits plus compacts en intégrant toutes les fonctions nécessaires à la recharge sans fil dans un boîtier de dimensions 3,22mm x 2,77mm.
L’IC récepteur de puissance intègre un circuit redresseur synchrone qui redresse la puissance AC utilisée pour exciter la bobine d’antenne du récepteur de puissance en un courant continu, et un circuit de contrôle de la charge pour gérer une batterie au lithium (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 secondaire au lithium-ion et un régulateur DC/DC font également partie de la puce unique.
2) Un convertisseur DC/DC intégré à la puce affiche un rendement leader de l’industrie avec 85% pour un fonctionnement prolongé sur batterie 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 lui-même un haut rendement de 85%, leader de l’industrie, 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.
3) L’intégration 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 de puissance pour exciter la bobine d’antenne du récepteur de puissance et générer de l’énergie alternative. Le circuit intégré transmetteur de puissance nouvellement développé par Renesas 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. Le circuit transmetteur de puissance intègre 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 ìPA2690T1R de Renesas est recommandé pour la configuration du circuit pont. Quand il est combiné avec le RAA458100, le fabricant du système peut choisir entre les configurations en demi-pont ou en pont suivant le niveau requis de puissance du transmetteur.
Des échantillons de la nouvelle solution de système de recharge sans fil seront disponibles en novembre 2016.
Renesas positionne cette nouvelle solution comme le meilleur moyen pour que les fabricants de système puissent ajouter facilement des fonctionnalités de recharge sans fil aux applications de faible puissance telles que les dispositifs portables sur soi et les appareils auditifs.
