IDT: Referenz-Kit Drahtlos Laden mit bis zu 3 W leicht gemacht

Laurence McGarry, IDT
»Das neue Referenz-Design eignet sich besonders für Anwendungen, die äußerst kompakte Ausmaße aufweisen, wie Smartwatches, Fitness-Tracker und Geräte zur Überwachung der Gesundheit.«
Laurence McGarry, IDT »Das neue Referenz-Design eignet sich besonders für Anwendungen, die äußerst kompakte Ausmaße aufweisen, wie Smartwatches, Fitness-Tracker und Geräte zur Überwachung der Gesundheit.«

IDT hat ein Qi-konformes Referenz-Kit vorgestellt, mit dem Applikationen mit einer Leistung von 0,5 bis maximal 3 W problemlos mit der drahtlosen Ladetechnik ausgestattet werden können.

Laurence McGarry, Director Product Marketing for Wireless Power von IDT, betont, dass das neue Kit ein schlüsselfertiges Referenz-Design darstellt, das ein schnelles und einfaches Prototyping ermöglicht. McGarry weiter: »Wir adressieren mit dem Kit die kleineren und mittleren Unternehmen, die weder über das Know-how noch über eigene Ressourcen verfügen, um eine Applikation mit der drahtlosen Ladetechnik auszustatten. Mit dem Referenz-Design lässt sich die drahtlose Ladetechnik innerhalb von wenigen Stunden implementieren.« Nachdem das Referenz-Design aber auch produktionsreif ist, kann mithilfe von Copy/Paste auch gleich die Endanwendung realisiert werden. Ein kurzes Time-to-Market ist also problemlos möglich.

Das neue Kit ist eine Komplettlösung für Anwendungen mit bis zu 3 W Leistung. Es besteht aus einem Sende- (P9235A-R-EVK mit einer Fläche von 500 mm²) und einem Empfangs-Board (P9027LP-R-EVK mit einer Fläche von 32 mm²) sowie drei verschiedenen Spulenpaare. Das Referenz-Design zeichnet sich laut McGarry dank Optimierung durch geringe Materialkosten und eine kleine Stückliste aus. »Wir erreichen bei der Energieübertragung einen Wirkungsgrad von bis zu 80 Prozent, abhängig vom Receiver und der jeweils gewählten Spule. Der Wirkungsgrad ist gerade für kleinere, kompakte Geräte wichtig, weil hier die Wärmeentwicklung ein echtes Problem darstellen kann«, so McLarry weiter.

Da das Kit drei verschiedene Spulenpaare enthält – die laut McLarry einfach ausgetauscht werden können –, ist es möglich, dass das Kit an die Anforderungen der verschiedenen Anwendungen anzupassen:

  • 30 mm Spulendurchmesser  für 3-W-Anwendungen.
  • 20 mm Spulendurchmesser  für 2-W-Anwendungen.
  • 15 mm Spulendurchmesser  für 1-W-Anwendungen.

Das Sende-Board ist mit einem Prozessor ausgestattet, der auf dem Cortex-M0-Prozessorkern basiert, wodurch eine sehr geringe Leistungsaufnahme im Standby- und Sleep-Modus garantiert ist. Der Eingangsspannungsbereich liegt zwischen 4,25 und 5,5 V. Ein LED-Muster lässt sich über externe Widerstände einstellen. Dank einer externen Inverter-Brücke kann das Board an die Bedürfnisse der Entwickler angepasst werden. Das Leiterplatten-Layout ist dahingehend optimiert, dass es eine Low-Cost-Implementierung ermöglicht. Die Stromgrenze ist programmierbar, und zwar in den Grenzen von 0,25 bis 2 A, so dass der Entwickler sie seinen eigenen Bedürfnissen anpassen kann.

Auf dem Empfänger-Board können die Entwickler die Gleichrichterspannung programmieren, um ein optimiertes Einschwingverhalten und einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen. McGarry: »Dank patentiertem Überspannungsschutz sind externe Kondensatoren überflüssig.« Die Ausgangsspannung ist zwischen 4,5 und 6,0 V programmierbar (über die I2C-Schnittstelle oder mithilfe von Widerständen). Auch hier ist die Strombegrenzung einstellbar. Über die I2C-Schnittstelle können Die-Temperatur, VREC-Spannung und Resonanzfrequenz ausgelesen werden. Das Board zeichnet sich laut McGarry durch den industrieweit geringsten RDSon in Kombination mit kleinster Die-Fläche aus. Die programmierbare Gleichrichterspannung ermöglicht ein optimiertes Einschwingverhalten und einen hohen Wirkungsgrad. Die Einschaltspannung ist mit 3,0 V spezifiziert, dazu kommen noch Schutzfunktionen wie UVLO (Abschalten bei Unterspannung) und Schutz gegen zu hohe Ströme.

Mit dem neuen Kit adressiert das Unternehmen Anforderungen von Endgeräten wie Smartwatches, mobile Medizingeräte, GPS-Tracking für Kinder, Fitness-Tracker, Bluetooth-Headsets, Audio-Headsets und Kartenlesegeräte.

Für das Kit gibt es ein Layout-Modul, wodurch eine direkte Instanziierung auf dem System-Board möglich ist. Außerdem stehen eine optimierte und vollständig getestete Stückliste, eine umfassende Bibliothek, Handbuch, Layout-Richtlinien‚ Schaltpläne, Gerber-Daten etc. zur Verfügung.

»Dieses Entwicklungs-Kit kann sich fast jeder leisten: Schulen, Hobbyisten und kleine Unternehmen«, so McGarry. Und abschließend: »Das Referenz-Design für die drahtlose Ladetechnik für 5-W-Anwendungen läuft bereits sehr gut. Jetzt haben wir ein Referenz-Design für 3 W vorgestellt. Für unsere im März 2016 vorgestellten Komponenten für ein Drahtlos-Ladesystem für elektronische Geräte mit einem Leistungsbedarf bis 15 W entwickeln wir ebenfalls ein Referenz-Kit. Das dürfte Ende August fertig sein.«