在服務(wù)機(jī)器人15W-200W無線充電系統(tǒng)中,整流橋堆0.3V的壓降差異會導(dǎo)致發(fā)射效率相差8%——相當(dāng)于讓清潔機(jī)器人每日減少40分鐘續(xù)航。平尚科技開發(fā)的低VF貼片橋堆(PS-WB系列),通過全橋/半橋拓?fù)鋬?yōu)化與銅柱散熱技術(shù),為無線充電發(fā)射端構(gòu)建高效整流方案,同時以進(jìn)口品牌45%的成本實現(xiàn)90%以上能量轉(zhuǎn)換效率。
無線充電發(fā)射端通過整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流母線電壓,其性能直接影響系統(tǒng)三大指標(biāo):
導(dǎo)通損耗黑洞:傳統(tǒng)橋堆1.2V@5 a壓降產(chǎn)生6W熱耗(占輸入功率12%),需散熱片增加成本¥1.8
反向恢復(fù)污染:100kHz工況下150ns反向恢復(fù)時間引發(fā)米勒效應(yīng),MOSFET損耗增加35%
空間熱耦合:50×40mm PCB區(qū)域內(nèi)溫升>40℃,電解電容壽命衰減60%
平尚方案采用氮化鋁陶瓷基板(熱導(dǎo)率180W/mK)與軟恢復(fù)芯片:
正向壓降:0.95V@5 a(較常規(guī)降低25%)
反向恢復(fù):35ns(100kHz工況損耗降低50%)
熱阻:5.8℃/W(自然對流免散熱片)
1. 拓?fù)渥赃m應(yīng)整流技術(shù)
拓?fù)漕愋?/th> | 橋堆配置 | 平尚方案優(yōu)勢 |
---|---|---|
半橋 | 2顆二極管 | PS-WB2010 (2A/100V) |
全橋 | 4顆集成橋堆 | PS-WB4015 (4A/150V) |
全橋模式效率提升模型:
η=1-[2·VF·I_in + 4·E_rec·f]/P_in(平尚E_rec=10μJ)
實測50W系統(tǒng)全橋拓?fù)湫蔬_(dá)92.3%(競品89.5%)
2. 成本優(yōu)化技術(shù)路徑
成本項 | 平尚方案 | 進(jìn)口方案 | 降本幅度 |
---|---|---|---|
晶圓工藝 | 6英寸軟恢復(fù)芯片 | 8英寸超快恢復(fù)芯片 | -50% |
電極結(jié)構(gòu) | 激光蝕刻銅柱陣列 | 銀漿印刷電極 | -65% |
封裝 | 環(huán)氧模壓+可焊側(cè)翼 | 陶瓷密封 | -70% |
(SMD-4封裝千顆價¥0.6 vs 進(jìn)口¥1.5) |
3. 高頻熱管理強(qiáng)化
銅柱截面積4.2mm2(載流密度提升80%)
基板熱膨脹系數(shù)匹配至6.5ppm/℃
通過IEC 61000-4-5浪涌測試(1kV)
法則1:功率-拓?fù)淦ヅ浔?/span>
機(jī)器人功率 | 推薦拓?fù)?/th> | 橋堆型號 | 免散熱片條件 |
---|---|---|---|
15-30W | 半橋 | PS-WB2010 | 環(huán)境≤45℃ |
30-100W | 全橋 | PS-WB4015 | 環(huán)境≤85℃ |
100-200W | 雙全橋并聯(lián) | PS-WB4025×2 | 加4cm2銅箔散熱 |
法則2:三階PCB熱設(shè)計
星型銅箔:橋堆底部敷設(shè)≥6cm2/2oz放射狀銅箔(溫降12℃)
垂直風(fēng)道:長邊平行風(fēng)扇氣流(風(fēng)速2m/s時溫降18℃)
熱監(jiān)控:在銅柱根部布PT1000(精度±0.5℃)
法則3:經(jīng)濟(jì)性驗證模型
% 綜合收益 = (能效收益 + 器件差價) % 平尚方案:效率92.3%,千顆¥600;競品:效率89.5%,千顆¥1500 % 50W系統(tǒng)年運行300天×4小時,電價1元/度: % 年節(jié)電 = 50×(0.923-0.895)×4×300/1000 = ¥16.8 % 千套器件差價 = (1500-600) = ¥900 % 投資回收期 = 900/(16.8×1000/1000) ≈ 53.6天
法則4:高頻防護(hù)布局
RC吸收網(wǎng)絡(luò):橋堆輸出端并聯(lián)10Ω+10nF(抑制電壓尖峰)
屏蔽層:用0.1mm銅膜覆蓋橋堆(單點接GND)
振動緩沖:周邊點膠Shore A 80硅膠(厚度0.5mm)
某酒店服務(wù)機(jī)器人案例:充電板故障率從15%降至0.8%,年省維護(hù)費¥270,000
當(dāng)服務(wù)機(jī)器人在大堂晝夜不息地傳遞能量時,平尚科技的整流橋堆正以銅柱陣列碾平0.95V壓降壁壘,用軟恢復(fù)芯片馴服100kHz高頻振蕩,終在無線充電的起點處,為每次電能傳遞賦予日均¥0.004的轉(zhuǎn)換基因——這正是服務(wù)機(jī)器人從"有線束縛"邁向"無限自由"的能源革命。