一前言

電磁感應(yīng)和磁共振技術(shù)（如Qi標(biāo)準(zhǔn)）的普及為小型設(shè)備無線充電提供了基礎(chǔ)。這些技術(shù)通過線圈間的磁場(chǎng)傳輸能量，解決了可穿戴設(shè)備因體積限制難以連接線纜的問題。

智能手表等設(shè)備續(xù)航需求催生了低功耗設(shè)計(jì)，同時(shí)要求充電系統(tǒng)在小體積下實(shí)現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換（如手表無線充方案中優(yōu)化的充電頻率選擇）。

無線充電的原理是利用法拉第電磁感應(yīng)定律，通過發(fā)射端（充電板）和接收端（設(shè)備）的線圈耦合傳輸能量，充電器內(nèi)部的線圈通入交流電 ，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。充電設(shè)備內(nèi)部的線圈在交變磁場(chǎng)中感應(yīng)出電流，經(jīng)整流后為電池充電。

二整改分析

下圖是一款手表無線充電器測(cè)試EN55032 ClassB的測(cè)試數(shù)據(jù)，我們可以看到在60MHz～200MHz范圍會(huì)出現(xiàn)一些類似電源包絡(luò)的噪聲超標(biāo)。無線充電器中出現(xiàn)較多的就是電源問題，這里初步判斷可能是由控制無線充電線圈的開關(guān)芯片引起的噪聲干擾。

通過噪聲超標(biāo)的頻段推測(cè)噪聲源頭是控制無線充電線圈的開關(guān)芯片產(chǎn)生的噪聲，通過電源線束傳輸增強(qiáng)導(dǎo)致噪聲超標(biāo)。根據(jù)推測(cè)，我們可以通過對(duì)噪聲源頭以及噪聲路徑進(jìn)行整改，從而降低噪聲。

使用進(jìn)場(chǎng)探頭在開關(guān)芯片附近探測(cè)，在頻譜顯示的數(shù)據(jù)看到60MHz～200MHz頻率范圍內(nèi)數(shù)值很高，由此也驗(yàn)證了我們預(yù)先的猜想。對(duì)此采取了一些整改措施：

（1）在控制無線充電線圈開關(guān)芯片的輸出到無線線圈路徑中使用兩顆220Ω磁珠濾波（磁珠對(duì)于高頻噪聲有較好的抑制效果）。

（2）在兩顆磁珠旁邊分別對(duì)地并聯(lián)兩顆1nf的電容，與磁珠構(gòu)成RC濾波電路。

（3）在電源輸出部分使用我司BDL（具有良好的旁路和去耦作用，濾波頻段寬可以替代多個(gè)MLCC電容）進(jìn)行濾波。

通過以上的手段整改后通過數(shù)據(jù)（如下圖）可見，在60MHz～200MHz頻率范圍內(nèi)超標(biāo)噪聲得到很大改善。

三總結(jié)

手表無線充電技術(shù)作為近年來逐漸興起并得到廣泛應(yīng)用的新型供電方式，其相關(guān)EMC問題的研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對(duì)有限。因此在應(yīng)對(duì)這類電磁兼容性挑戰(zhàn)時(shí)，我們?nèi)钥勺裱案蓴_源-耦合路徑-敏感設(shè)備”的系統(tǒng)化分析框架，從噪聲產(chǎn)生、傳播路徑和受擾對(duì)象這三個(gè)維度入手進(jìn)行問題排查與解決方案設(shè)計(jì)。