屏蔽材料

　　屏蔽材料有兩個主要功能：（1）為磁通量提供一條低阻抗通路，這樣能夠影響周圍金屬物體的能量線便極其少；（2）使用更少的匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)更高電感的線圈，這樣便不會產(chǎn)生過高的電阻（匝數(shù)越多，電阻越高）。

　　我們可以使用能夠吸收大量磁通量的厚屏蔽材料（它們擁有高通量飽和點(diǎn)），以防止 Rx 線圈后面的材料發(fā)熱。當(dāng)遇到有校準(zhǔn)磁體的 Tx 或者 Rx 時，相比細(xì)薄的屏蔽材料，厚屏蔽材料的效率不易受到影響而降低。（這種影響的詳情，請參見本文后面的“Rx 線圈電感測量”小節(jié)）各大廠商（例如：威世（Vishay）、TDK、松下、E&E、Elytone和Mingstar）提供的典型材料，均可以幫助最小化效率下降。請注意，高導(dǎo)磁鐵氧體材料（例如：鐵粉等），并非始終都好于有隙分布材料。盡管鐵氧體材料擁有高導(dǎo)磁性，但是在屏蔽材料厚度減小時其通量飽和點(diǎn)較低。我們必須謹(jǐn)慎考慮這一因素。

　　Rx 線圈線材規(guī)范

　　權(quán)衡成本和性能，選擇相應(yīng)的 Rx 線圈線材規(guī)范。大直徑線材或者雙股線材（兩條平行線）擁有高效率，但價格更高，并且會帶來粗Rx線圈設(shè)計。例如，PCB 線圈可能在整體成本方面更加便宜，但相比雙股線，它會產(chǎn)生更高的等效串聯(lián)電阻。

　　匝數(shù)

　　一旦選定了線材和屏蔽材料，匝數(shù)便確定Rx線圈電感的大小。線圈電感和耦合決定 Rx 整流器輸出的電壓增益，以及Rx的總有效功率。圖 6 顯示了該電壓增益目標(biāo)。

　　確定電感目標(biāo)的一般方法步驟如下：

　　1、Tx 的 A1 型線圈應(yīng)用作主線圈特性的基礎(chǔ)（例如，面積為 1500mm2，電感為 24-μH，初級電壓為 19V）。

　　2、當(dāng)所用屏蔽材料的導(dǎo)磁性遠(yuǎn)大于空氣（》20）時，線圈面積便可以很好地表示耦合系數(shù)。請注意，這種情況僅適用于單層或者雙層線匝的平面線圈。特殊線圈結(jié)構(gòu)不適用該原則。為了確保合理的耦合和高效率，一個 5W 系統(tǒng)時，Rx線圈的線圈面積約為 A1 線圈的 70% 到 80%。這樣可以確保大多數(shù)合理設(shè)計擁有約 50% 的耦合系數(shù)，并且 Tx 和 Rx 線圈之間的距離 dz 達(dá)到 WPC 規(guī)定的 5mm。

　　3、根據(jù)平均預(yù)計整流器電壓確定理想電壓增益—例如：圖 6 所示曲線圖中的 6V。本例中，電壓增益為 ~0.32 （6 V/19 V）。

　　5-V/5-W 輸出電壓系統(tǒng)的典型設(shè)計表明，耦合系數(shù)為 0.5 左右時，約10 μH 的二次電感便足以產(chǎn)生要求的目標(biāo)電壓。系統(tǒng)設(shè)計中，我們需要考慮兩種關(guān)系：

　　因此，如果耦合系數(shù)從 0.5 變?yōu)?0.4，相同功率輸出的電感會增加至先前電感的1.6 倍。這就意味著新電感為 ~16 μH。如方程式 5b 所示，線圈電感與匝數(shù)與比例關(guān)系。

　　表 1 列出了專為該系統(tǒng)設(shè)計的某些常見線圈的二次電感和耦合系數(shù)。

　　表 1 典型線圈示例表

　　請注意，這些經(jīng)驗(yàn)法則適用于一般平面線圈，主要用作設(shè)計入門。實(shí)際設(shè)計可利用仿真工具獲得最理想的優(yōu)化，如圖 7 中流程圖所示。