Qi標準及無線充電解決方案介紹策劃方案

1、qi標準及無線充電解決方案介紹策劃方案qi標準及無線充電解決方案介紹無線充電技術在消費類市場表現(xiàn)出巨大的市場潛力。在不使用連線的情況下給電子設備充電不但可為便攜式設備用戶提供一種便利的解決方案，而且還讓廣大設計人員能夠尋找到更具創(chuàng)新性的問題解決方法。許多電池供電型便攜式設備均能受益于這種技術，從手機到電動汽車不一而足。電感耦合方法可以實現(xiàn)高效和通用的無線充電。為了便于使用并且讓設計人員和消費者都受益，無線充電聯(lián)盟 (wpc) 制定出了一種標準，在供電設備(無線發(fā)射端，充電站)和用電設備(無線接收端，便攜式設備)之間創(chuàng)建了互操作性。wpc 成立于 年，由亞洲、歐洲和美國的各行業(yè)公司組成，其中包括

2、電子設備制造廠商和原始設備制造商 (oem)。wpc 標準定義了電感耦合(線圈結構)的類型，以及低功率無線設備所用的通信協(xié)議。在這種標準下工作的任何設備都可以與任何其他 wpc 兼容設備配對。這種方法的一個重要的好處是其利用這些線圈來實現(xiàn)無線發(fā)送端和無線接收端之間的通信。無線充電 wpc 標準wpc 標準下，無線傳輸?shù)牡凸β示褪钦f功耗僅為 05w。達到這一標準范圍的系統(tǒng)在兩個平面線圈之間使用電感耦合來將電力從無線發(fā)送端傳輸給無線接收端。兩個線圈之間的距離一般為 5mm。輸出電壓調節(jié)由一個全局數(shù)字控制環(huán)路負責，這時無線接收端會與無線發(fā)送端通信，并要求或多或少的功率。該通信是一種通過反向散射調制從

3、無線接收端到無線發(fā)送端的單向通信。在反向散射調制中，無線接收端線圈受到負載，從而改變無線發(fā)送端的電流消耗。我們對這些電流變化進行監(jiān)控，并解調成兩個設備協(xié)同工作所需的信息。wpc 標準定義了系統(tǒng)的三個主要方面提供電力的無線發(fā)送端、使用電力的無線接收端以及這兩種設備之間的通信協(xié)議。下面，我們將詳細介紹這三個方面。無線發(fā)送端電力傳輸方向始終是從無線發(fā)送端到無線接收端。無線發(fā)送端的關鍵電路是用于向無線接收端傳輸電力的一次線圈、驅動一次線圈的控制單元以及解調一次線圈電壓或者電流的通信電路。我們對無線發(fā)送端設計的靈活性進行了限制，旨在向無線接收端提供一致的電力和電壓電平。無線接收端將自己作為無線發(fā)送端的一

4、個兼容設備，同時也提供配置信息。一旦發(fā)射器開始電力傳輸，無線接收端就向無線發(fā)送端發(fā)送一些誤差數(shù)據(jù)包，從而要求或多或少的電力。一旦接收到一個終止電力消息，或者如果 1.25 秒以上都沒有接收到數(shù)據(jù)包，則無線發(fā)送端停止供電。沒有電力傳輸時，無線發(fā)送端則進入低功率待機模式。wpc 規(guī)范允許使用固定和移動配置。單個固定線圈(稱作類型 a1)為卓芯微無線充電支持的解決方案。無線發(fā)送端(其通常為一個平面用戶將無線接收端放置在上面)連接至電源。符合 wpc 標準的設備線圈起到了一個 50% 占空比諧振半橋的作用，其輸入為19vdc(1 v)。如果無線接收端需要或多或少的功率，則線圈頻率會發(fā)生變化，但會保持在

5、 110 到 205khz 之間，具體取決于功率需求。無線接收端無線接收端通常為一種便攜式設備。無線接收端的關鍵電路是用于從無線發(fā)送端接收電力的次級線圈、用于將 ac 轉換為 dc 的整流電路、用于將未穩(wěn)壓 dc轉換為經過穩(wěn)壓的 dc 的電源調節(jié)電路以及用于將信號調制到次級線圈的通信電路。無線接收端負責其身份認證和電源要求的所有通信，因為無線發(fā)送端只是一個收聽者。盡管為了讓其符合 wpc 標準我們對無線發(fā)送端的設計進行了限制，但設計無線接收端時卻可以有更多的自由。我們可以調節(jié)無線接收端的線圈尺寸，以滿足設備的體積要求。利用 5v、500ma 輸出的 70% 典型效率，我們對無線接收端的線圈電壓

6、進行全波整流。由于兩個設備之間的通信是單向的，因此 wpc 選擇無線接收端作為述說者。電感電能傳輸通過耦合一次到次級線圈的磁場工作。非耦合磁力線圍繞一次線圈旋轉，且只要磁力線不耦合寄生負載其便不會出現(xiàn)損耗(例如：金屬的渦流損耗等)。通信協(xié)議通信協(xié)議包括模擬和數(shù)字聲脈沖 (pinging);身份識別和配置以及電力傳輸。無線接收端放置在無線發(fā)送端上面時出現(xiàn)的典型啟動順序如下：來自無線發(fā)送端的模擬 ping 檢測到對象的存在來自無線發(fā)送端的數(shù)字 ping 為模擬 ping 的加長版，并讓無線接收端有時間回復一個信號強度包。如果該信息強度包有效，則無線發(fā)送端會讓線圈保持通電并進行下一步驟身份識別和配置階段期間，無線接收端會發(fā)送一些數(shù)據(jù)包，對其進行身份識別，并向無線發(fā)送端提供配置和設置信息在電力傳輸階段，無線接收端向無線發(fā)送端發(fā)送控制誤差包，以增加或者減少電力。正常運行期間，每隔約 250ms 便發(fā)送這些包，而在大信號變化期間會每隔 32ms 發(fā)送一次。另外，在正常運行期間，無線發(fā)送端會每隔 5 秒鐘便發(fā)送一次電力包。為了終止電力傳輸，無線接收端會發(fā)送一條終止充電消息，或者 1.25 秒時長內都不進行通信。兩種事件中的任何一個都會讓無線發(fā)送端進入低功耗省電狀態(tài)。結論wpc 標準是一整套讓制造廠商相信