有助于無線探頭測量感應(yīng)式電源的低功耗電壓-頻率轉(zhuǎn)換器為執(zhí)行長期監(jiān)視任務(wù)的便攜式遙測系統(tǒng)供電,向人們提出了有趣的設(shè)計挑戰(zhàn)。電池不適合于某些關(guān)鍵性應(yīng)用,且在這些環(huán)境中,設(shè)計人員一般用無線感應(yīng)鏈路來傳輸功率與數(shù)據(jù)。感應(yīng)鏈路由一個驅(qū)動固定初級線圈的射頻發(fā)射器與一個為便攜式裝置提供電源的松耦合次級線圈組成。對設(shè)計工程師來說,測量發(fā)射功率相當(dāng)重要,因為它會限制設(shè)計人員可包含至便攜式裝置中的電路數(shù)量。但不幸的是,傳統(tǒng)
有助于無線探頭測量感應(yīng)式
電源的低功耗電壓-頻率轉(zhuǎn)換器為執(zhí)行長期監(jiān)視任務(wù)的便攜式遙測系統(tǒng)供電,向人們提出了有趣的設(shè)計挑戰(zhàn)。
電池不適合于某些關(guān)鍵性應(yīng)用,且在這些環(huán)境中,設(shè)計人員一般用無線感應(yīng)鏈路來傳輸
功率與數(shù)據(jù)。感應(yīng)鏈路由一個驅(qū)動固定初級線圈的射頻發(fā)射器與一個為便攜式裝置提供電源的松耦合次級線圈組成。對設(shè)計工程師來說,測量發(fā)射功率相當(dāng)重要,因為它會限制設(shè)計人員可包含至便攜式裝置中的電路數(shù)量。但不幸的是,傳統(tǒng)測試設(shè)備不適合執(zhí)行該任務(wù),因為標(biāo)準(zhǔn)電壓探頭會拾取初級線圈上感應(yīng)的噪聲,且在某些應(yīng)用中,便攜式裝置密封在一個不能接入電纜或探頭的小盒子中。
圖1所示電路可減少噪聲效應(yīng),因其
VFC（電壓－頻率轉(zhuǎn)換器）可產(chǎn)生對噪聲進(jìn)行積分或取平均的PPM（脈沖位置調(diào)制）輸出信號V
OUT。此外,該設(shè)計還利用“負(fù)載調(diào)制”來消除有線連接。當(dāng)PPM信號驅(qū)動
MOSFET開關(guān)Q
1時,開關(guān)會連接一個由D
2及次級線圈L
S兩端的串聯(lián)
電阻器R
SF及R
SV組成的附加負(fù)載網(wǎng)絡(luò)。負(fù)載調(diào)制
接收器連接至初級線圈并恢復(fù)PPM信號。當(dāng)您用表面貼裝元件來構(gòu)建時,VFC電路僅占用238 mm
2的電路板面積。
為了解該電路的工作原理,我們假設(shè)一個
125kHz的正弦磁場在次級線圈LS中感應(yīng)出大約4V ~ 16V的電壓。為提高功率轉(zhuǎn)換效率,L
S與
CS構(gòu)成一個負(fù)載系數(shù)Q
L大約為8的125kHz調(diào)諧回路。肖特基
二極管D
1對L
S中感應(yīng)的電壓進(jìn)行整流,而C
1則提供低通
濾波。所得直流電壓V
X為低壓差穩(wěn)壓器
IC1供電,而IC1又給VFC IC2和負(fù)載電阻器R
LF與R
LV提供恒定的3V。微調(diào)
電位器RLV將輸出
電流設(shè)定為2.5mA ~13.5 mA。
低壓差穩(wěn)壓器與VFC的總耗電流為數(shù)十微安,與輸出電流相比可忽略不計。因此,I
IN近似等于I
L。下面公式1表示感應(yīng)式電源所產(chǎn)生的直流輸出功率：
（公式1）
式1顯示的輸出電流為常數(shù),故直流輸出功率PX與直流輸出電壓V
X成正比。在通過R
LV設(shè)置已知的初始輸出電流的調(diào)整后,您即可通過測量由VFC數(shù)字化的傳輸直流電壓來測試感應(yīng)式電源的輸出能力。為減少功耗、元件數(shù)與印制電路板面積,可用一個由R
C、R
D及C
5組成的簡單無源積分網(wǎng)絡(luò)來取代構(gòu)成典型VFC輸入級的傳統(tǒng)運(yùn)放積分器。
VFC產(chǎn)生一個上升沿斜率與積分
電容器
