QI無線充電標(biāo)準(zhǔn)V1.0版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上QI 無 線 充 電 標(biāo) 準(zhǔn) V1.01 概 述1.1 范圍系統(tǒng)描述無線電能傳輸?shù)?卷包含以下文檔：l 第一部分：接口定義l 第二部分：性能要求l 第三部分：兼容性測(cè)試該文件定義了一個(gè)電能發(fā)射器和一個(gè)電能接收器之間的接口。1.2主要特性l 一種基于線圈之間的近場(chǎng)電磁感應(yīng)原理，將電能從發(fā)射器傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備（接收器）的非接觸式電能傳輸方法。l 通過一個(gè)適當(dāng)?shù)拇渭?jí)線圈（典型尺寸是大約40mm）來傳輸約5瓦特的電能。l 工作頻率在110205KHz之間。l 支持兩種將移動(dòng)設(shè)備放置于發(fā)射器表面的方法：² 輔助定位方法幫助用戶適當(dāng)?shù)貙⒁苿?dòng)設(shè)備放在通過表面上一個(gè)或幾個(gè)固定

2、的位置來傳輸電能的發(fā)射器的表面。² 無需定位方法允許移動(dòng)設(shè)備任意放在支持表面任何位置傳輸能量的發(fā)射器表面。l 一個(gè)簡(jiǎn)單的允許移動(dòng)設(shè)備完全控制電能傳送的通信協(xié)議。l 相當(dāng)大的可集成在移動(dòng)設(shè)備上的設(shè)計(jì)靈活性。l 極低的待機(jī)功耗（實(shí)現(xiàn)需要）。1.3 一致性與參考本文檔中的所有規(guī)定都是強(qiáng)制性的，除非特別指明是推薦的、可選的或加強(qiáng)說明的。為避免產(chǎn)生疑問，單詞“應(yīng)”表示指定部分為強(qiáng)制行為，也就是說，如果指定的部分沒有所定義的行為，則這就違反了無線電能傳輸標(biāo)準(zhǔn)。此外，單詞“應(yīng)該”表示指定部分為推薦行為，也就是說，如果指定的組件有正當(dāng)理由偏離所定義的行為，則這不是違反了無線電能傳輸標(biāo)準(zhǔn)的。最后，單詞

3、“可以”表示指定組件的可選行為，也就是說，是否具有所定義的行為（沒有偏離）是取決于指定組件。除本文件所提出的規(guī)范外，產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)也應(yīng)符合下面所列出的系統(tǒng)說明所提出的規(guī)范。此外，下列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)部分也應(yīng)遵守。如果任何系統(tǒng)描述或以下所列出的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)存在多個(gè)修訂版本，以最新版本為準(zhǔn)。第2部 無線電能傳輸系統(tǒng)描述，第I卷，第2部分，性能要求。第3 部 無線電能傳輸系統(tǒng)描述，第I卷，第3部分，兼容性測(cè)試。PRMC 電源接收器制造商代碼，無線充電聯(lián)盟。SI 國(guó)際計(jì)量制。1.4定義有效區(qū)域： 當(dāng)發(fā)射器向移動(dòng)設(shè)備供電時(shí)，發(fā)射器和接收器各自表面的一部分有足夠高的磁場(chǎng)通過的區(qū)域。發(fā)射器： 在系統(tǒng)描述無線電能傳輸規(guī)

4、范特別說明的能產(chǎn)生近場(chǎng)感應(yīng)電能的特殊設(shè)備。發(fā)射器帶有標(biāo)識(shí)，以直觀地告知用戶本發(fā)射器符合系統(tǒng)描述無線電能傳輸規(guī)范。通信和控制單元：電能發(fā)射器和電能接收器上用于控制電能傳輸?shù)墓δ軉卧?（資料）實(shí)施的角度來看，通信和控制單元可以分布在發(fā)射器和移動(dòng)設(shè)備的多個(gè)子系統(tǒng)中?？刂泣c(diǎn)： 接收器輸出端的電壓和電流的聯(lián)合，其他參數(shù)要視一個(gè)特定的接收器實(shí)施而定。檢測(cè)單元： 用來檢測(cè)發(fā)射器表面接收器的存在的發(fā)射器功能模塊。數(shù)字碼： 用來檢測(cè)和識(shí)別電能接收器的電能信號(hào)。免定位： 無需用戶將移動(dòng)設(shè)備的有效區(qū)域與發(fā)射器的有效區(qū)域?qū)R的將移動(dòng)設(shè)備放置在發(fā)射器接口表面的方法。制導(dǎo)定位： 為用戶提供反饋以將移動(dòng)設(shè)備的有效區(qū)域與發(fā)

5、射器有效區(qū)域?qū)R的將移動(dòng)設(shè)備放置到發(fā)射器接口表面的方法。接口表面： 發(fā)射器或者接收器上靠初級(jí)線圈或者次級(jí)線圈最近的表面。移動(dòng)設(shè)備： 無線電能傳輸標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的能利用近場(chǎng)感應(yīng)電能的移動(dòng)設(shè)備。在執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)設(shè)備的表面應(yīng)有可見的LOGO來告知用戶這個(gè)設(shè)備執(zhí)行的是本標(biāo)準(zhǔn)。工作頻率： 電源信號(hào)的振蕩頻率。 工作點(diǎn)： 初級(jí)線圈電壓的頻率、占空比、幅值的參數(shù)組合。 數(shù)據(jù)包： 接收器用于與發(fā)射器通信的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)包包括：序言字節(jié)，頭字節(jié)，消息字節(jié)和一個(gè)校驗(yàn)碼。數(shù)據(jù)包由其所含信息的類型得名。電能轉(zhuǎn)換單元：能將電能轉(zhuǎn)換為電能信號(hào)的發(fā)射器的功能單元。電能接收單元：能將電能信號(hào)轉(zhuǎn)換為電能的接收器的功能單元。電能接

6、收器：如無線電能傳輸標(biāo)準(zhǔn)所述能獲取近場(chǎng)感應(yīng)電能并能控制其輸出能力的移動(dòng)設(shè)備的一個(gè)子系統(tǒng)。為了達(dá)到這個(gè)目的，接收器需要與發(fā)射器交換其電能需求信息。電能信號(hào)：包圍在初級(jí)線圈和可能存在的次級(jí)線圈中的振蕩磁通。電能傳輸協(xié)議：一組表征發(fā)射器與接收器的電能傳輸需要的邊界條件。任何不滿足條件的沖突都會(huì)導(dǎo)致停止電能傳輸。電能發(fā)射器：本標(biāo)準(zhǔn)描述的基站的子系統(tǒng)，能產(chǎn)生近場(chǎng)感應(yīng)電能，并能控制與接收器的電能傳輸。初級(jí)（線圈）單元：一個(gè)或者多個(gè)用來在有效區(qū)域產(chǎn)生有效的高能近場(chǎng)感應(yīng)電能的線圈的組合。初級(jí)線圈：發(fā)射器上用來將電流轉(zhuǎn)化成磁通的元件。次級(jí)線圈：接收器上用來將磁通轉(zhuǎn)換成電能的元件。屏蔽罩：發(fā)射器和接收器上都有元件

7、，用來將磁場(chǎng)限制在發(fā)射器與接收器之間。1.5 縮寫AC 交流電AWG 美國(guó)線規(guī)（美國(guó)的電線標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范中規(guī)范的電線型號(hào)的線徑、絕緣強(qiáng)度等）DC 直流電lsb 最小有效值msb 最大有效值N.A. 空，不適用PID 比例積分差分（控制方法）RMS 均方根UART 通用異步（數(shù)據(jù)）收發(fā)器1.6 符號(hào)Cd 次級(jí)線圈的并聯(lián)電容nFCm 阻抗網(wǎng)絡(luò)中的匹配電容nFCp 初級(jí)線圈串聯(lián)電容nFCs 次級(jí)線圈串聯(lián)電容nFds 線圈與屏蔽罩之間的距離mmdz 線圈與接口表面的距離mmfclk 通信頻率kHzfd 諧振檢測(cè)頻率kHzfop 工作頻率kHzfs 二次共振頻率kHzIm 初級(jí)線圈電流的調(diào)制深度mAIo 接

8、收器輸出電流mAIp 初級(jí)線圈電流mALm 網(wǎng)絡(luò)中的匹配電感uHLp 初級(jí)線圈自感uHLs 次級(jí)線圈自感（移動(dòng)設(shè)備遠(yuǎn)離基站）uHLs 次級(jí)線圈自感（移動(dòng)設(shè)備在基站上）uHPp r 從接口收到的總功率WPpt 從接口發(fā)出的總功率WTdelay 功率控制時(shí)延mstCLK 通信時(shí)鐘周期ustT 最大通信轉(zhuǎn)換時(shí)間usVr 整流后電壓VVo 功率接收器輸出電壓V1.7 約定第1.7節(jié)定義了本系統(tǒng)說明無線電能傳輸中使用的符號(hào)和慣例。1.7.1交叉引用 除非另有說明，在本文檔或第1.3節(jié)所列的文件，本章節(jié)的交叉引用是指所引用的部分，以及其中包含的子部分。 1.7.2信息文本 除了被標(biāo)記為信息段，所有的信息文

9、本設(shè)置為斜體。 1.7.3重要條款 所有重要條款均在第1.4節(jié)中定義。作為一個(gè)例外，數(shù)據(jù)包的名稱和字段的名稱在第6.3節(jié)中定義。1.7.4符號(hào)數(shù)實(shí)數(shù)是由數(shù)字0到9 ，小數(shù)點(diǎn)和可選的任意一個(gè)指數(shù)部分表示的。此外，正的或負(fù)的公差遵循一個(gè)實(shí)數(shù)。沒有明確公差的實(shí)數(shù)的公差是指定最低有效位的一半。 （信息） 例如指定的值為1.23-0.02+0.01，那么這個(gè)值包括的范圍是從1.21至1.24 ; 指定的值為1.23+0.01，那么這個(gè)值包括的范圍是從1.23至1.24 ; 指定的值為1.23-0.02，那么這個(gè)值包括的范圍是從1.21至1.23 ; 指定的值為1.23，那么這個(gè)值包括的范圍是從1.225

10、至1.; 指定的值為1.23±10%，那么這個(gè)值包括的范圍是從1.107至1.353 。十進(jìn)制整數(shù)是由數(shù)字0到9表示的。十六進(jìn)制數(shù)是由數(shù)字0到9和字母A到F表示的，并且有前綴“0X”（特殊說明除外）。單個(gè)位（一字節(jié)有8個(gè)位）的值由單詞ZERO和ONE表示。二進(jìn)制數(shù)和位圖是由單引號(hào)（）內(nèi)序列的數(shù)字0和1表示。在一個(gè)n位的序列，最高有效位是n-1位，最低有效位是0位；高位在低位的左邊。1.7.5單位物理量 物理量均以國(guó)際單位系統(tǒng)SI的單位為單位。 1.7.6字節(jié)的位序 一個(gè)字節(jié)的圖形表示是MSB（最高有效位）在左邊，而LSB（最低有效位）在右邊。圖1-1定義了一個(gè)字節(jié)中位的位置。1.7.

11、7字節(jié)編號(hào) 由n個(gè)字節(jié)的序列的字節(jié)被稱為B0，B1，.，Bn-1。字節(jié)B0對(duì)應(yīng)于該序列中的第一個(gè)字節(jié)，字節(jié)Bn-1對(duì)應(yīng)于該序列中的最后一個(gè)字節(jié)。一個(gè)字節(jié)序列的圖形表示是字節(jié)B 0是在上部左側(cè)，而字節(jié)Bn-1是在較低的右手側(cè)。 1.7.8多比特字段 除非另有說明，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的多比特字段表示一個(gè)無符號(hào)的整數(shù)值。多比特字段有多個(gè)字節(jié)，多比特字段的MSB（最高有效位）有最低的地址值，而LSB（最低有效位）有最高的地址值。 （資料）圖1-2提供了一個(gè)6位字段，跨越兩個(gè)字節(jié)的例子。1.8操作符 第1.8節(jié)定義了本系統(tǒng)說明無線電力傳輸所使用的不太常用的操作符。常用的操作符通常有自己的含義。 1.8.1異或

12、 符號(hào)“”表示異或運(yùn)算。 1.8.2連接（“加”）符號(hào)“| |”表示的兩個(gè)位字符串相連。在所得到的結(jié)果中，右手側(cè)的操作數(shù)的MSB（最高有效位）直接跟在左手側(cè)的操作數(shù)的LSB（最低有效位）。2系統(tǒng)概述（資料）符合此系統(tǒng)說明無線電源傳輸設(shè)備的運(yùn)行依賴于平面線圈之間的磁感應(yīng)。兩種器件是有區(qū)別的，那就是提供無線電能的設(shè)備-基站-和消耗無線電能的設(shè)備-移動(dòng)設(shè)備。電力總是從基站傳送到移動(dòng)設(shè)備。為了達(dá)到這個(gè)目的，基站包含一個(gè)子系統(tǒng)，稱為功率發(fā)射器-它包括一個(gè)初級(jí)線圈， 移動(dòng)設(shè)備包含一個(gè)子系統(tǒng)，稱為功率接收器-它包括一個(gè)次級(jí)線圈。實(shí)際上，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈分別對(duì)應(yīng)著一個(gè)空芯變壓器的兩半。位于初級(jí)線圈下面，次級(jí)

13、線圈上面，兩線圈的閉合處的合適的屏蔽罩能確保一個(gè)可以接受的功率傳送效率。此外，該屏蔽減少了用戶暴露于磁場(chǎng)中。通常情況下，一個(gè)基站具有一個(gè)平坦的可以放置一個(gè)或者多個(gè)移動(dòng)設(shè)備的表面-接口表面。這確保了初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的垂直間距足夠小。此外，關(guān)于初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的水平對(duì)齊有兩個(gè)概念。在第一個(gè)概念，稱為制導(dǎo)定位，用戶必須通過調(diào)整移動(dòng)設(shè)備上的接口表面來對(duì)齊次級(jí)線圈與初級(jí)線圈。為此目的，移動(dòng)設(shè)備提供了一個(gè)符合它的大小，形狀和功能的輔助對(duì)準(zhǔn)（標(biāo)記）。第二個(gè)概念，稱為自由定位，不要求初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的對(duì)齊方式。自由定位利用初級(jí)線圈陣列來產(chǎn)生只在次級(jí)線圈的位置處磁場(chǎng)。自由定位的另一種實(shí)現(xiàn)使用機(jī)械手段來

14、移動(dòng)次級(jí)線圈下的一個(gè)單一的初級(jí)線圈。圖2-1說明了基本的系統(tǒng)配置。如圖所示，功率發(fā)射器包括兩個(gè)主要的功能單元，即一個(gè)功率轉(zhuǎn)換單元和一個(gè)通訊和控制單元。該圖明確地顯示了初級(jí)線圈（陣列）作為電力轉(zhuǎn)換單元的磁場(chǎng)產(chǎn)生元件?？刂坪屯ㄐ艈卧凑展β式邮掌鞯恼?qǐng)求調(diào)節(jié)傳輸功率。圖中還顯示了一個(gè)基站可以包含多個(gè)發(fā)射器，以便同時(shí)服務(wù)于多個(gè)移動(dòng)設(shè)備（在同一時(shí)間內(nèi)，一個(gè)功率發(fā)送器只能服務(wù)于一個(gè)電能接收器）。最后，在圖中所示的系統(tǒng)單元包括所述基站的所有其他功能，例如，輸入功率配置，多個(gè)發(fā)射器功率控制和用戶接口。電能接收器包括一個(gè)電能拾取單元和一個(gè)通訊和控制單元。類似發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換器，如圖2-1所示，明確說明了作為電能

15、拾取單元接收電磁場(chǎng)的初級(jí)線圈。電能拾取單元通常只包含一個(gè)次級(jí)線圈。此外，移動(dòng)設(shè)備通常包含一個(gè)單一的電能接收器。通信和控制單元調(diào)節(jié)傳輸功率，以適合于連接到功率接收器的輸出端的子系統(tǒng)所需求的功率大小。這些子系統(tǒng)所代表的是移動(dòng)設(shè)備的主要功能。一個(gè)重要的例子，子系統(tǒng)是需要充電的電池。本文檔的其余部分的結(jié)構(gòu)如下。第3節(jié)定義了兩種基本的電力變送器設(shè)計(jì)方案。第一種設(shè)計(jì)方案-A類-基于一個(gè)單一的初級(jí)線圈（無論是固定的還是可移動(dòng)的）。第二種設(shè)計(jì)方案-B類-基于初級(jí)線圈的陣列。請(qǐng)注意，這個(gè)1.0版本的系統(tǒng)說明無線電能傳輸?shù)牡谝痪淼?部分，相對(duì)于實(shí)際功率變送器實(shí)現(xiàn)而言，只能提供有限的設(shè)計(jì)自由度。其原因是，相對(duì)于基站

16、的電能發(fā)射器的設(shè)計(jì)而言，移動(dòng)設(shè)備的電能接收器有更多的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求和變性，例如，智能手機(jī)與無線耳機(jī)有很大的不同設(shè)計(jì)要求。制約電能發(fā)射器的設(shè)計(jì)的原因以是能適用于最大數(shù)量的移動(dòng)設(shè)備的互通性。第4節(jié)定義了功率接收器的設(shè)計(jì)要求。由于移動(dòng)設(shè)備多種多樣，這些要求已被保持在最低限度。除了設(shè)計(jì)要求，附錄A的兩個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例補(bǔ)充了第4部分。第5節(jié)定義的電能傳輸系統(tǒng)的控制方面。發(fā)射器和接收器之間的交互包括四個(gè)階段，即選擇，ping（發(fā)送捂手信號(hào)），識(shí)別配置，和功率傳遞。在選擇階段，功率發(fā)射器嘗試發(fā)現(xiàn)和定位放在界面的對(duì)象。此外，功率發(fā)射器的嘗試區(qū)分接收器和外來物體，并選擇功率接收器（或?qū)ο螅﹤鬏敼β?。為了這個(gè)目的，功率

17、發(fā)射器可隨機(jī)選擇一個(gè)對(duì)象并繼續(xù) ping （包括隨后的識(shí)別配置階段）來收集必要的信息。注意，如果功率發(fā)射器不將功率傳輸?shù)浇邮掌鲿r(shí)，它應(yīng)該進(jìn)入低功耗待機(jī)操作模式。在ping階段，電能發(fā)射器試圖發(fā)現(xiàn)對(duì)象是否包含一個(gè)接收器。在識(shí)別配置階段，功率發(fā)射器準(zhǔn)備將功率傳輸?shù)焦β式邮掌?。為了達(dá)到這個(gè)目的，功率發(fā)射器從功率接收器獲取相關(guān)信息。功率發(fā)射器將此信息與存儲(chǔ)在內(nèi)部的信息想結(jié)合，建立一個(gè)所謂的功率傳輸協(xié)議，其中包括對(duì)功率傳輸?shù)母鞣N限制。在功率傳輸階段，實(shí)際功率發(fā)生轉(zhuǎn)移。在這個(gè)階段，電能發(fā)射器和電能接收器配合調(diào)節(jié)傳輸功率到預(yù)期的水平。為了這個(gè)目的，電能接收器定期發(fā)出電力需求。此外，電能發(fā)射器連續(xù)監(jiān)測(cè)功率傳輸

18、，確保電能傳輸協(xié)議不沖突。如果發(fā)生協(xié)議沖突行為，電能發(fā)射器將終止功率傳輸。各種電能接收器的設(shè)計(jì)采用不同的方法來調(diào)整所要求的傳輸功率水平。三種常用的方法包括頻率控制-初級(jí)線圈電流改變功率，頻率依賴由于變壓器的諧振特性-占空比控制-用驅(qū)動(dòng)逆變器的占空比來改變初級(jí)線圈的電流幅值-電壓控制-用驅(qū)動(dòng)電壓來控制初級(jí)線圈電流幅值。這些方法的細(xì)節(jié)在第三節(jié)，總體誤差控制策略在第五節(jié)。這個(gè)方法是電能接收器傳達(dá)它想要的工作點(diǎn)同實(shí)際的工作點(diǎn)的差給功率發(fā)射器，矯正初級(jí)線圈電流，減小誤差。接近于零。本標(biāo)準(zhǔn)沒有限制功率接收器如何得到工作點(diǎn)參數(shù)，如功率 ，電壓，電流和溫度。這就為電能接收器留下了可選擇的功率接收控制策略。版本

19、1.0系統(tǒng)描述無線電源傳輸，第1卷，第1部分，只是定義了電能接收器到電能發(fā)射器的通訊。第6部分定義了通訊接口。在物理面上，功率接收器與功率發(fā)射器間的通訊繼續(xù)使用負(fù)載調(diào)制，這意味著功率接收器從兩個(gè)不同的層面來解析它從發(fā)射器那里得到的功率（注意:這些層面不是固定的，依賴于真正傳輸功率的大?。?。功率接收器實(shí)際的負(fù)載調(diào)制模式是被預(yù)留下來，作為設(shè)計(jì)選擇。電阻，電容，電感的調(diào)制方案都是可能的。在邏輯層，通訊協(xié)議傳遞一系列的含相關(guān)數(shù)據(jù)的短信息。這些信息被包含在一個(gè)用簡(jiǎn)單的UART傳遞方式的數(shù)據(jù)包中。附錄A提出了兩個(gè)功率接收器的設(shè)計(jì)實(shí)例。第一個(gè)例子展示的是直接用整流電壓從次級(jí)線圈用恒流或恒壓的方式給一個(gè)鋰電池

20、充電。第二個(gè)例子用調(diào)整后的電能在功率接收器的輸出設(shè)計(jì)為電壓源輸出。版本1.0系統(tǒng)描述無線電源傳輸，第1卷，第1部分，沒有定義一個(gè)功率發(fā)射器應(yīng)該檢測(cè)一個(gè)放在感應(yīng)面上的對(duì)象。附錄B討論了幾種功率發(fā)射器可用的方法，一些方法能使功率發(fā)射器實(shí)現(xiàn)使用非常低的待機(jī)功耗-如沒有功率接收器放在感應(yīng)面上，或者功率接收器在上面，但不需要功率傳輸。附錄C討論的幾個(gè)關(guān)于處理B類的功率發(fā)射器上功率接收器在感應(yīng)面上的定位的例子。特別是這些實(shí)例描述怎樣為有效區(qū)域找到最佳位置-功率發(fā)射器通過這些區(qū)域提供功率給接收器-還有怎樣識(shí)別多個(gè)緊密間隔的功率接收器。最后，附錄D討論了一種功率發(fā)射器應(yīng)如何檢測(cè)在接口表面足夠接近的有效區(qū)域以至

21、于干擾功率傳輸?shù)漠愇?。這種異物的典型例子是身邊常見的金屬，如硬幣，鑰匙，回形針等。如果這樣的小金屬接近了有效感應(yīng)區(qū)，它會(huì)因振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流而加熱。為了防止不安全的事情發(fā)生，功率發(fā)射器應(yīng)該在這些金屬的溫度上升到不可接受之前終止功率傳輸。3 基本的功率發(fā)射器設(shè)計(jì)3.1 介紹關(guān)于功率發(fā)射器設(shè)計(jì)，這個(gè)無線電力傳輸系統(tǒng)描述的第1卷第1部分，定義集成了兩種基本類型。種類A 發(fā)射器設(shè)計(jì)有一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)初級(jí)感應(yīng)區(qū)（電力傳輸子區(qū)）與初級(jí)線圈對(duì)應(yīng)。另外A類發(fā)射器設(shè)計(jì)包括實(shí)現(xiàn)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈對(duì)齊的方法，依靠這些方法，A類發(fā)射器可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向定位和自由定位。種類B 發(fā)射器設(shè)計(jì)有一個(gè)初級(jí)線圈組。所有種類B發(fā)射器

22、能夠自由定位，因?yàn)檫@種作用，發(fā)射器B可以從線圈組中聯(lián)合一個(gè)或者更多的初級(jí)線圈，在傳輸面不同的位置實(shí)現(xiàn)一個(gè)初級(jí)感應(yīng)區(qū)（電力傳輸子區(qū)）。一個(gè)功率發(fā)射器只能再同一時(shí)間服務(wù)于一個(gè)功率接收器，然而一個(gè)基站可能包括多個(gè)功率發(fā)射器，為了同時(shí)服務(wù)多臺(tái)移動(dòng)終端，請(qǐng)注意，B型功率發(fā)射器可以分享（部分）的多路復(fù)用器和初級(jí)線圈組(參考 3.3.1.3)。3.2基于一個(gè)單獨(dú)線圈的功率傳輸器設(shè)計(jì)3.2節(jié)定義了A類所有的功率發(fā)射器設(shè)計(jì)，除了3.2節(jié)外，第5節(jié)定義了每個(gè)功率發(fā)射器應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的協(xié)議的相關(guān)部分；第6節(jié)定義通訊界面（接口）。3.2.1功率發(fā)射器A功率發(fā)射器A1導(dǎo)向定位，圖3-1 是這個(gè)設(shè)計(jì)的功能模塊圖，由兩個(gè)主要功能

23、單元組成，即功率轉(zhuǎn)換單元和通訊控制單元。圖3.1右手邊的功率轉(zhuǎn)換單元是一個(gè)模擬原理設(shè)計(jì)，逆變器將直流轉(zhuǎn)變成交流波形去驅(qū)動(dòng)諧振電路，初級(jí)線圈外加串聯(lián)電容。最后電流檢測(cè)器監(jiān)視初級(jí)線圈電流。圖3.1左手邊通訊控制單元包含了數(shù)字邏輯部分設(shè)計(jì)，這個(gè)單元接收數(shù)字解碼信息充功率接收器，執(zhí)行相關(guān)的功率控制運(yùn)算法和協(xié)議，控制AC的波形頻率從而控制功率傳輸，通訊控制單元也和其他的基站的子系統(tǒng)相連，例如用戶界面。3.2.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)功率接收器A1包括一個(gè)初級(jí)線圈就像3.2.1.1.1節(jié)定義的那樣，屏蔽罩像3.2.1.1.2節(jié)定義的那樣，接口面就像小節(jié)3.2.1.1.3定義的那樣，輔助對(duì)齊如小節(jié)3.2.1.1

24、.4 定義。3.2.1.1. 1初級(jí)線圈初級(jí)線圈的繞線種類，由No. 20 AWG（直徑0.81毫米）型2絞合有105股No. 40 AWG線（0.08毫米直徑），或等價(jià)的。如圖3-2，這初級(jí)線圈的形狀是圓的，由多個(gè)層組成。所有的層的堆疊具有相同的極性。表3-1列出初級(jí)線圈的尺寸。3.2.1.1.2屏蔽罩初級(jí)線圈的繞線種類，由No. 20 AWG（直徑0.81毫米）型2絞合有105股No. 40 AWG線（0.08毫米直徑），如圖3-3，軟性磁材料保護(hù)基站相對(duì)于初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，屏蔽罩至少超出初級(jí)線圈直接2mm,厚度至少5mm,放在初級(jí)線圈下面，最大距離 most d =1.0mm;這個(gè)無線

25、傳輸系統(tǒng)描述版本1.0 第1卷第1部分，限制屏蔽從下面的列表中選擇的材料的組合物：􀀀Material 44 Fair Rite Corporation.（公司名字和材料）􀀀Material 28 Steward, Inc. （公司名字和材料）􀀀CMG22G Ceramic Magnetics, Inc. （公司名字和材料）3.2.1.1. 3界面/感應(yīng)面如圖3-3，初級(jí)線圈到基站感應(yīng)面的距離是 d =2 mm（初級(jí)線圈頂面）；另外基站的感應(yīng)面（界面）至少超出初級(jí)線圈直徑5mm.(信息說明)，意味著初級(jí)線圈和它自己表面平面之間的傾斜角最多1&

26、#176;（如圖 1°max ）。另外，在一個(gè)非平面界面的表面的情況下，意味著一個(gè)曲率半徑的至少317毫米的感應(yīng)面/界面（與初級(jí)線圈居中對(duì)齊），參見圖3-3。3.2.1.1. 4輔助對(duì)齊功率變送器設(shè)計(jì)A1采用盤形的粘結(jié)釹鐵硼磁體，其中功率接收器提供了一個(gè)有效的對(duì)齊方式（參考4.2.1.2）如圖3-3，磁鐵在初級(jí)線圈中心，它的N極，定向靠近感應(yīng)面，（靜態(tài)）的磁鐵磁通密度，有序穿過感應(yīng)面，最大值 100（+30-20）mT。磁鐵的最大直徑15.5mm。3.2.1.1. 5內(nèi)部線圈分離如果基站包含多個(gè)A1型功率發(fā)射器，任何這些功率發(fā)射器初級(jí)線圈必須中心到中心的距離至少為50毫米。3.2.1

27、.2電子詳細(xì)說明如圖3-4，功率發(fā)射器A1用一個(gè)半橋逆變器，驅(qū)動(dòng)初級(jí)線圈和串聯(lián)電容，工作頻率如下，初級(jí)線圈，屏蔽罩，和磁鐵有個(gè)自感系數(shù) L =24 uH串聯(lián)電容的值是 C =100 nF. 輸出電壓到半橋逆變器時(shí)19 v,附近的諧振,串聯(lián)電容兩端的電壓的可以達(dá)到超過200 V PK PK。功率發(fā)射器A1設(shè)計(jì)，用功率信號(hào)的工作頻率和占空比控制傳輸中的功率輸出，就是這個(gè)目的，工作頻率范圍（半橋逆變器）在f =110-205 KHz (占空比位50%)；工作頻率在205KHz時(shí)占空比的范圍是 10-50%高工作作頻率或者低的占空比時(shí)傳輸?shù)凸β?；為了獲得更準(zhǔn)確的傳輸功率校正，功率發(fā)射器A1 應(yīng)當(dāng)控制工

28、作頻率在一下范圍：􀀀for fop in the 110175 kHz range;􀀀forfop in the 175205 kHz range;或者更好的范圍。此外，A1型功率發(fā)射器將功率信號(hào)占空比精度控制在 0.1%或更好。功率發(fā)射器A1設(shè)計(jì)，第一次應(yīng)用（申請(qǐng)）功率信號(hào)（數(shù)字ping ;看 5.2.1 節(jié)），它應(yīng)該用一個(gè)起始頻率175kHz (占空比為50%)控制功率傳輸應(yīng)該運(yùn)用 PID 算法，此點(diǎn)在5.2.3.1節(jié)定義?？刂谱兞縱 在該算法定義表示工作頻率，為了保證足夠準(zhǔn)確的功率控制，A1型功率發(fā)射器應(yīng)該確定初級(jí)線圈的電流幅值，精確在 7mA或者更好

29、。最后，表3-2,3-3，和 3-4，提供了用在PID算法中的一些參數(shù)值。3.2.2功率發(fā)射器設(shè)計(jì)A2功率發(fā)射器A2設(shè)計(jì)可自由定位，圖3-5是這個(gè)設(shè)計(jì)的功能模塊圖，包含三個(gè)主要功能單元，即功率轉(zhuǎn)換單元，檢測(cè)單元，通訊控制單元。功率發(fā)射器A2設(shè)計(jì)可自由定位，圖3-5是這個(gè)設(shè)計(jì)的功能模塊圖，包含三個(gè)主要功能單元，即功率轉(zhuǎn)功率轉(zhuǎn)換單元在圖3-5 右手邊，檢測(cè)單元在圖3-5的底部，包含設(shè)計(jì)的模擬部分；A2的功率轉(zhuǎn)換單元和A1的類似，逆變器轉(zhuǎn)變DC輸入到 AC 波形驅(qū)動(dòng)由串聯(lián)電容和初級(jí)線圈組成的諧振電路。初級(jí)線圈增加了定位階段是初級(jí)線圈能夠準(zhǔn)確的校正與移動(dòng)設(shè)備的（接收）有效區(qū)。最后電壓感測(cè)監(jiān)視初級(jí)線圈電

30、壓。圖3-5左手邊的通訊控制單元，包含數(shù)字邏輯部分設(shè)計(jì)，這個(gè)單元和A1設(shè)計(jì)的通訊控制單元類似，通訊控制單元從功率發(fā)射器接收編碼信息，執(zhí)行相關(guān)的功率控制運(yùn)算和協(xié)議，驅(qū)動(dòng)AC波形的輸出電壓控制功率傳輸，另一方面通訊控制單元驅(qū)動(dòng)定位階段并控制檢測(cè)單元，通訊控制單元也鏈接其他基站的子系統(tǒng)例如用戶界面。檢測(cè)單元確定對(duì)象或功率接收器在界面/感應(yīng)面的大概位置。無線傳輸系統(tǒng)描述1.0版本，第1卷，第1部分，沒有詳細(xì)指定一個(gè)明確的檢測(cè)方法。不管怎樣，推薦在檢測(cè)頻率f 時(shí)，檢測(cè)單元利用功率接收器的諧振。上次講到利用功率接收器諧振頻率的檢測(cè)，原因是最大限度的減少初級(jí)線圈的調(diào)動(dòng)，因?yàn)楣β拾l(fā)射器沒有必要識(shí)別在這個(gè)諧振頻

31、率不響應(yīng)的對(duì)象。實(shí)例 C.3提供諧振檢測(cè)方法。3.2.2.1機(jī)械細(xì)節(jié)描述功率發(fā)射器A2 設(shè)計(jì)包含一個(gè)初級(jí)線圈像小節(jié) 3.2.2.1.1定義的那樣，屏蔽罩像小節(jié)3.2.2.1.2定義的那樣，界面（感應(yīng)面）像小節(jié)3.2.2.1.3定義的那樣，定義階段像小節(jié)3.2.2.1.4定義的那樣。3.2.2.1. 1初級(jí)線圈初級(jí)線圈繞線的種類，絞合線 30股，1.0mm直徑，參考圖3-6，初級(jí)線圈為圓形多個(gè)層組成，相同極性的所有的層堆疊。表3-5 是初級(jí)線圈的尺寸。3.2.2.1. 2屏蔽罩如圖3-7 ，軟磁材料保護(hù)基站免受初級(jí)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾，屏蔽罩至少超出初級(jí)線圈的外直徑2mm,厚度至少0.20mm,放

32、在初級(jí)線圈下面距離0.1mm,這點(diǎn)無線傳輸系統(tǒng)描述1.0版本，第1卷第1部分限制了屏蔽罩從下列裂變材料選擇組合。􀀀DPR-MF3 Daido Steel（大同特殊鋼）􀀀HS13-H Daido Steel（大同特殊鋼）3.2.2.1. 3界面/感應(yīng)面如圖3-7 ，從初級(jí)線圈頂面到基站感應(yīng)面/界面的距離是dz = 2.5 mm,另外基站界面/感應(yīng)面至少超出初級(jí)線圈外直徑5mm。3.2.2. 1.4 定位階段兩個(gè)相互垂直的方向平行到界面/感應(yīng)面的距離精確到0.1mm或者更好。3.2.2. 2 電子細(xì)節(jié)詳述如圖3-7 ，從初級(jí)線圈頂面到基站感應(yīng)面/界面的距離是dz

33、 = 2.5 mm, 另外基站界面/感應(yīng)面至少超出初級(jí)如圖3-8，功率發(fā)射器A2用一個(gè)全橋逆變器驅(qū)動(dòng)初級(jí)線圈和串聯(lián)電容，在頻率140kHz,初級(jí)線圈和屏蔽罩有一個(gè)自感系數(shù)Lp= 24+1uH。串聯(lián)電容的值是Cp =200±5%nF.近諧振，串聯(lián)電容兩端的電壓可達(dá)到50VpK-pK.如圖3-7 ，從初級(jí)線圈頂面到基站感應(yīng)面/界面的距離是dz = 2.5 mm, 另外基站界面/感應(yīng)面至少超出初級(jí)功率發(fā)射器A2 用輸入電壓到全橋逆變器控制功率的傳輸。為這個(gè)目的，輸入電壓的范圍是 3-12v，低輸入電壓的結(jié)果是傳輸?shù)凸β?，功率傳輸中為了得到足夠?zhǔn)確的校正，A2功率發(fā)射器應(yīng)該控制輸入電壓精確到

34、50mV或者更好。當(dāng)A2功率發(fā)射器第一次申請(qǐng)（應(yīng)用）功率信號(hào)時(shí)（數(shù)字Ping;參考小節(jié) 5.2.1），它應(yīng)該用初始輸入電壓 8v。在小節(jié)5.2.3.1控制功率傳輸需要運(yùn)用PID算法，引入控制變量V (i)表示到全橋逆變器的輸入電壓，為了更準(zhǔn)確的功率控制，A2功率發(fā)射器應(yīng)該確定初級(jí)感應(yīng)子區(qū)電壓的幅值（初級(jí)線圈電壓）精確到 5mV或者更好，最后表3-6 提供用在PID 算法的幾個(gè)參數(shù)。3.3基于初級(jí)線圈組的功率發(fā)射器設(shè)計(jì)這小節(jié)3.3定義了功率發(fā)射器B設(shè)計(jì)，此外3.3小節(jié)這部分的定義，每個(gè)功率發(fā)射器設(shè)計(jì)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)小節(jié)5協(xié)議定義的相關(guān)部分，通訊接口（界面）在第6小節(jié)定義。3.3.1功率發(fā)射器設(shè)計(jì)B1功率

35、發(fā)射器B1 設(shè)計(jì)可以自由定位，如圖3-9 這個(gè)設(shè)計(jì)的功能模塊圖，它由兩個(gè)主要功能單元組成，即功率轉(zhuǎn)換單元和通訊控制單元這小節(jié)3.3定義了功率發(fā)射器B設(shè)計(jì)，此外3.3小節(jié)這部分的定義，每個(gè)功率發(fā)射器設(shè)計(jì)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)小節(jié)5協(xié)議定義功率轉(zhuǎn)換單元在右手邊圖3-9是A2設(shè)計(jì)的類似部分，這個(gè)設(shè)計(jì)利用重疊的初級(jí)線圈組實(shí)現(xiàn)自由定位，這個(gè)要看功率接收器的位置，多路器鏈接或不鏈接相應(yīng)的初級(jí)線圈，阻抗匹配電路和初級(jí)線圈組鏈接形成諧振電路，感測(cè)電路檢測(cè)初級(jí)感應(yīng)子區(qū)（初級(jí)線圈的一部分）的電流和電壓，同時(shí)逆變器轉(zhuǎn)換DC輸入到 AC波形驅(qū)動(dòng)初級(jí)線圈組。通訊控制單元在圖3-9左手邊由數(shù)字邏輯部分組成，這個(gè)單元從功率接收器獲取解碼

36、信息，配置多路器去鏈接適當(dāng)?shù)某跫?jí)線圈組的部分，執(zhí)行相關(guān)的功率控制算法和協(xié)議，驅(qū)駕頻率和輸入電壓到逆變器控制到接收器的功率輸出，通訊控制單元也鏈接其他基站的子系統(tǒng)，例如用戶界面3.3.1.1機(jī)械（結(jié)構(gòu)）細(xì)節(jié)描述功率發(fā)射器B1設(shè)計(jì)包括初級(jí)線圈組如小節(jié)3.3.1.1.1定義，屏蔽罩如小節(jié)3.3.1.1.2定義，和界面/感應(yīng)面如小節(jié)3.3.1.1.3定義。3.3.1.1.1初級(jí)線圈組初級(jí)線圈組由3層組成，如圖3-10a單個(gè)初級(jí)線圈的頂視圖，繞線種類，絞合線 24股 no.40 AWG0.08mm直徑,或者同等的。初級(jí)線圈組由3層組成，如圖3-10a單個(gè)初級(jí)線圈的頂視圖，繞線種類，絞合線 24股 no.

37、40 AWG0.08mm直徑如圖3-10a，初級(jí)線圈為圓形組成一個(gè)層。圖3-10b展示了一個(gè)初級(jí)線圈組的側(cè)面圖，圖3-10c展示了一個(gè)初級(jí)線圈組的頂視圖，第二層初級(jí)線圈的六邊形虛線圖標(biāo)注了一個(gè)右偏移距離 t 2, 第二層初級(jí)線圈的中心和第一層初級(jí)線圈的角（右邊）是一個(gè)點(diǎn)。同樣的，虛線六邊形表示層3的初級(jí)線圈的格子，也同樣標(biāo)注了一個(gè)左偏移距離t 3,可以看出第三層初級(jí)線圈的中心點(diǎn)也和第一層初級(jí)線圈的角（左邊）是一個(gè)點(diǎn)。由此得出初級(jí)線圈第二層的每個(gè)中心及每個(gè)角和第三層的每個(gè)中心及每個(gè)角也是一樣的；所有的初級(jí)線圈相同極性疊加，另外請(qǐng)參看圖3-10 c彩色部分六邊形含義（本來不是彩色，為了更好理解我把

38、它們用透明度為50% 紅綠藍(lán)三個(gè)六邊形表示）3.3.1. 1.2屏蔽罩如圖3-11，功率發(fā)射器B1用屏蔽罩保護(hù)基站避免初級(jí)線圈組產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾，屏蔽罩最少超出初級(jí)線圈組邊緣2mm，放在初級(jí)線圈下面距離 ds = 0.5 mm.屏蔽罩是軟性磁材料厚度至少0.5mm.無線傳輸系統(tǒng)描述第1卷第1部分，限制了屏蔽罩從下列材料選擇組合。3.3.1. 1.3 界面/感應(yīng)面如圖3-11 ，初級(jí)線圈組與基站感應(yīng)面/界面的距離是dz = 2-0.5+0.5 mm.從初級(jí)線圈頂面。另外界面/感應(yīng)面至少超出超出初級(jí)線圈組外邊緣5mm.3.3.1. 2電子細(xì)節(jié)描述如圖3-12，功率發(fā)射器B1設(shè)計(jì)用一個(gè)半橋逆變器驅(qū)動(dòng)初

39、級(jí)線圈組。另外，功率發(fā)射器B1設(shè)計(jì)用一個(gè)多路器來選擇感應(yīng)有效區(qū)的位置。多路器來配置初級(jí)線圈組，1個(gè) 2個(gè)或3個(gè)初級(jí)線圈以并聯(lián)方式被鏈接到驅(qū)動(dòng)電路。鏈接的初級(jí)線圈構(gòu)成了一個(gè)感應(yīng)子區(qū)，還有另一個(gè)限制，多路器應(yīng)該選擇這樣一種初級(jí)線圈-每個(gè)選擇的初級(jí)線圈和其他所有選擇的初級(jí)線圈疊加 參考圖 3-10（c）工作頻率在范圍，初級(jí)線圈組和屏蔽罩的自感系數(shù)為每個(gè)單獨(dú)的第1層初級(jí)線圈，8.7 每個(gè)單獨(dú)的第2層初級(jí)線圈，9.6 每個(gè)單獨(dú)的第3層初級(jí)線圈，電容在阻抗匹配電路中的自感系數(shù)分別為。電容C1 ,C2在半橋逆變器中是68uF。開關(guān)S是打開的當(dāng)感應(yīng)子區(qū)只有一個(gè)初級(jí)線圈組成時(shí)。其他時(shí)候S是關(guān)閉的，電容Cm電壓可

40、以達(dá)到超過36V pk-pk。功率發(fā)射器設(shè)計(jì)B1 用輸入電壓到半橋逆變器控制功率傳輸。為了這個(gè)目的，輸入電壓范圍是 0-20v，當(dāng)?shù)洼斎腚妷簳r(shí)結(jié)果是傳輸?shù)凸β?。為了得到功率傳輸足夠?zhǔn)確的校正，B1功率發(fā)射器應(yīng)該控制輸入電壓精確度 35mV或者更好。當(dāng)功率發(fā)射器設(shè)計(jì)B1 第一次申請(qǐng)（應(yīng)用）功率信號(hào)數(shù)字 ping;參考小節(jié)5.2.1應(yīng)該使用其實(shí)輸入電壓12V控制功率傳輸應(yīng)該應(yīng)用PID 算法，小節(jié)5.2.3.1定義了這點(diǎn)。在算法定義中引入控制變量V(i)表示到半橋逆變器的輸入電壓。為了保證足夠準(zhǔn)確的功率控制，B1 發(fā)射器應(yīng)該確定進(jìn)入初級(jí)感應(yīng)子區(qū)的電流幅值精確到5mA或者更好。除了PID 算法，B1功

41、率發(fā)射器應(yīng)該限制限制進(jìn)入初級(jí)子感應(yīng)區(qū)的電流為最大 4ARMS，當(dāng)初級(jí)子感應(yīng)區(qū)由2個(gè)或3個(gè)初級(jí)線圈組成時(shí)，當(dāng)初級(jí)子感應(yīng)區(qū)由1個(gè)初級(jí)線圈組成時(shí)最大2A RMS .因?yàn)檫@個(gè)目的，功率發(fā)射器應(yīng)該限制到半橋逆變器的輸入電壓低于20V，最后表3-8提供了一些用于PID 運(yùn)算的參數(shù)值。3.3.1. 3 可測(cè)量性小節(jié)3.3.1.1和3.3.1.2定義了功率發(fā)射器B1 的機(jī)械（結(jié)構(gòu)）細(xì)節(jié)和電子細(xì)節(jié)，如圖小節(jié)3.1的定義，功率發(fā)射器B1 只服務(wù)于一個(gè)功率接收器，為了能同時(shí)服務(wù)于多個(gè)功率接收器，一個(gè)基站可以包含多個(gè)B1型功率發(fā)射器。如圖3-13，這些功率發(fā)射器可以共享初級(jí)線圈組和多路器，無論怎樣每個(gè)獨(dú)立的功率發(fā)射器

42、必須有一個(gè)分開的可控逆變器，阻抗匹配電路，檢測(cè)初級(jí)子感應(yīng)區(qū)的方法，如小節(jié)3.3.1.2定義。另外多路器必需確保不要連接多個(gè)逆變器到到獨(dú)立的初級(jí)線圈。3.3.2功率發(fā)射器設(shè)計(jì)B2功率發(fā)射器B2 設(shè)計(jì)可以自由定位，功率發(fā)射器B2設(shè)計(jì)和B1功率發(fā)射器B1設(shè)計(jì)最大的不同是初級(jí)線圈組，功率發(fā)射器B2設(shè)計(jì)是基于印刷電路板PCB式的初級(jí)線圈。功率發(fā)射器B2的功能模塊圖和功率發(fā)射器B1的完全相同，參考圖 3-9 和3.3.1小節(jié)文本描述。3.3.2. 1機(jī)械（結(jié)構(gòu)）細(xì)節(jié)描述功率發(fā)射器B2 設(shè)計(jì)包括一個(gè)初級(jí)線圈組如小節(jié)3.3.2.1.1定義的那樣，屏蔽罩如小節(jié)3.3.2.1.3定義，界面/感應(yīng)面如小節(jié)3.3.2

43、.1.3定義。3.3.2. 1.1 初級(jí)線圈組這個(gè)初級(jí)線圈組由8層PCB構(gòu)成，內(nèi)六層PCB每個(gè)包含一個(gè)網(wǎng)格初級(jí)線圈，底層包含鉛片對(duì)每個(gè)獨(dú)立的初級(jí)線圈。頂層可以被用于其它目的，但是不能影響初級(jí)線圈組的自感系數(shù)值。圖3-14（a）展示一個(gè)單獨(dú)初級(jí)線圈的頂視圖，看出繞六邊形18匝。同樣從插圖3-14（a）看出，六邊形的角是圓角；圖3-14（a)最下面的那個(gè)圖表示了軌道的寬度和他們之間的距離。圖3-14(b)是PCB層結(jié)構(gòu)側(cè)面圖，層2.3.4.5.6.7每個(gè)包含一個(gè)初級(jí)線圈格子，層8包含鉛片對(duì)每個(gè)初級(jí)線圈，圖3-14（c)展示了一個(gè)初級(jí)線圈頂視圖和一個(gè)單獨(dú)的初級(jí)線圈被裝進(jìn)六邊形格子，那些填充顏色的的六

44、邊形展示了初級(jí)線圈組層2和層7裝滿后的近似的結(jié)構(gòu)。每個(gè)填充顏色的六邊形代表一套兩個(gè)相同的初級(jí)線圈-這種情況下分別一個(gè)初級(jí)線圈在第2層，一個(gè)初級(jí)線圈在第7層，被并聯(lián)。（右邊）虛線六邊形表示被向右偏移距離 t 2 的層3 和層6上的初級(jí)線圈組的格子，像這樣層3 和層6初級(jí)線圈六邊形格子的中心點(diǎn)剛好和層2層7初級(jí)線圈組六邊形格子的一個(gè)角點(diǎn)重合；同樣（左邊）虛線六邊形表示被向左偏移距離 t 3 的層4 和層5上的初級(jí)線圈組的格子，像這樣層4和層5初級(jí)線圈六邊形格子的中心點(diǎn)剛好也和層2層7初級(jí)線圈組六邊形格子的一個(gè)角點(diǎn)重合。得出一個(gè)結(jié)論層3和層6各個(gè)格子的中心點(diǎn)和各個(gè)格子的角（點(diǎn)）與層4 層5的各個(gè)格子

45、的各個(gè)角（點(diǎn)）和各個(gè)格子的中心點(diǎn)重合（注意這個(gè)不是真正的重合因?yàn)樗麄兌疾辉谝粋€(gè)層，是頂部透視來講重合）可以參考填充顏色紅綠藍(lán)六邊形的意義3.3.2.2節(jié)。4 功率接收器設(shè)計(jì)要求4.1介紹在這圖例中，功率接收器由功率接收單元和通訊控制單元組成。功率接收單元在圖中左手邊包含類似的功率接收器元件。l 雙諧振電路由次級(jí)線圈和串聯(lián)，并聯(lián)的電容組成，以提高功率傳輸?shù)男什?shí)現(xiàn)一個(gè)諧振檢測(cè)的方法（參考小節(jié)4.2.2.1）l 整流電路提供波形的全波整流，例如四個(gè)二極管的整流配置，或者其他有效元件合適的配置（參考小節(jié)4.2.2.2）。整流電路應(yīng)該輸出順暢。在這個(gè)例子整流電路為功率接收器的通訊控制單元和輸出提供電

46、源。l 通訊調(diào)制器(參考小節(jié)4.2.2.4)。在功率接收器DC端，通訊調(diào)制器主要的構(gòu)成是一個(gè)和一個(gè)開關(guān)串聯(lián)。在功率接收器AC端，通訊調(diào)制器的主要構(gòu)成是一個(gè)電容和一個(gè)開關(guān)串聯(lián)（參考圖4-1）。l 一個(gè)輸出斷開開關(guān)，防止電流流向輸出端，當(dāng)功率接收器沒有提供電源給輸出端時(shí)，另外輸出斷開開關(guān)也防止電流回流到功率接收器，當(dāng)功率接收器沒有提供電源給輸出端時(shí)。再者，輸出斷開開關(guān)使功率最小化，當(dāng)一個(gè)功率信號(hào)第一次被應(yīng)用到次級(jí)線圈-功率接收器從功率發(fā)射器獲取時(shí)l 整流電壓識(shí)別通訊控制單元在圖4-1右手邊由功率接收器的數(shù)字邏輯部分組成。這個(gè)單元執(zhí)行相關(guān)的功率控制算法和協(xié)議；驅(qū)動(dòng)通訊調(diào)制器；控制輸出斷開開關(guān)；監(jiān)視各

47、個(gè)感測(cè)電路，在功率接收單元和負(fù)載端-舉個(gè)實(shí)際的例子：一個(gè)在負(fù)載端的感測(cè)電路測(cè)量一個(gè)可循環(huán)充電的電池的溫度。留意無線通信傳輸協(xié)議系統(tǒng)描述第1卷第1部分，最小化功率接收器設(shè)置的要求，（參考小節(jié)4.2）。因此類似的的功率接收器不同于例子的功能模塊圖4-1所示的設(shè)計(jì)是可能的。例如，一個(gè)比較設(shè)計(jì)包括整流電路的后整流調(diào)制（例如用降壓變壓器，電池充電電路，功率（電源）管理單元等。）。在另一個(gè)設(shè)計(jì)通訊控制單元與移動(dòng)設(shè)備子系鏈接，例如用戶界面。4.2 功率接收器設(shè)計(jì)要求功率接收器設(shè)計(jì)必須遵從機(jī)械（結(jié)構(gòu)）要求單參考小節(jié)4.2.1和電子要求單參考小節(jié)4.2.2 另外功率接收器必須執(zhí)行小節(jié)5定義的協(xié)議的相關(guān)部分，還有

48、小節(jié)6定義的通訊接口。4.2.1機(jī)械（結(jié)構(gòu)）要求功率接收器包括一個(gè)次級(jí)線圈，和一個(gè)界面/感應(yīng)面如小節(jié)4.2.1.1定義，另外功率接收器還包括一個(gè)對(duì)齊輔助如小節(jié)4.2.1.2定義。4.2.1.1界面/感應(yīng)面從次級(jí)線圈到移動(dòng)設(shè)備的界面感應(yīng)面的距離不能超過d z =2.5 mm,（從次級(jí)線圈低面）參考圖 4-2 4.2.1. 2輔助對(duì)齊移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)包括幫助用戶正確對(duì)齊功率接收器次級(jí)線圈和功率發(fā)射器初級(jí)線圈的方法，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向定位。這個(gè)方法為用戶提供一個(gè)方向指導(dǎo)-例如用戶要將移動(dòng)設(shè)備移動(dòng)到哪里，回復(fù)用戶已經(jīng)正確對(duì)齊。（信息）這種方法的一個(gè)例子是一塊硬的或者軟磁材料，這個(gè)被功率發(fā)射器A1的磁鐵吸引。引力應(yīng)

49、該提供給用戶觸感提示當(dāng)放一個(gè)移動(dòng)設(shè)備在界面/感應(yīng)面上時(shí)。注意移動(dòng)設(shè)備不能依靠基站的任何對(duì)齊支持下，其他的參考小節(jié)34.2.1. 3 屏蔽罩一個(gè)值得考慮的功率接收器設(shè)計(jì)問題是功率發(fā)射器的磁場(chǎng)在移動(dòng)設(shè)備上的影響，一些偏離的磁場(chǎng)可以和移動(dòng)設(shè)備相互作用，潛在的導(dǎo)致它的性能惡化，或者會(huì)產(chǎn)生渦流電流，功率浪費(fèi)，溫度升高。推薦在次級(jí)線圈頂部加屏蔽罩限制磁場(chǎng)的影響，參考圖4-2.這個(gè)屏蔽罩的組成材料參數(shù)和小節(jié)3.2.1.1.2&3.3.1.1.2類似。屏蔽罩應(yīng)該完全覆蓋次級(jí)線圈，另外屏蔽罩超出次級(jí)線圈的外直徑也可能是必要的，根據(jù)上面偏離磁場(chǎng)的影響來定。4.2.2 電子要求接收器設(shè)計(jì)包括一個(gè)雙諧振電路如

50、小節(jié)4.2.2.1定義，整流電路如小節(jié)4.2.2.2定義，感測(cè)電路如小節(jié)4.2.2.3定義，通訊調(diào)制器如小節(jié)4.2.2.4定義，輸出斷開開關(guān)如小節(jié)4.2.2.5定義。4.2.2.1雙諧振電路雙諧振電路由次級(jí)線圈和兩個(gè)諧振電容組成，第一個(gè)諧振電容Cs的目的是提高功率傳輸效率。第二個(gè)諧振電容Cd的目的是實(shí)現(xiàn)諧振檢測(cè)模式。圖4-3為雙諧振電路。雙諧振電路中的開關(guān)是可選擇的如果存在，電容d就是次級(jí)線圈Ls固定連接。如果開關(guān)存在它必須保持關(guān)閉知道功率接收器傳輸他的首個(gè)數(shù)據(jù)包（參考小節(jié)5.3.1）雙諧振電路應(yīng)該有以下諧振頻率在這些方程式中,Ls是當(dāng)次級(jí)線圈放在功率發(fā)射器上面的自身電感；Ls是次級(jí)線圈沒有電

51、磁活性材料靠近時(shí)的自身電感（例如遠(yuǎn)離功率發(fā)射器的界面/感應(yīng)面）。再者 x ,y 的大小在諧振頻率 f s上是x=y= 5%當(dāng)功率接收器在配置數(shù)據(jù)包指定一個(gè)最大功率值 3w或者以上，其他所有功率接收器為 x=5% ,y=10%。，由次級(jí)線圈,開關(guān)（如果存在），諧振電容Cs和諧振電容Cd 構(gòu)成的電路中的品質(zhì)因數(shù)Q,值不能超過77。下面是品質(zhì)因數(shù)Q定義帶有直流電阻R 的回路，帶有電容 Cs和Cd的短路電路。圖4-4展示了被用來確定次級(jí)線圈自身電感Ls的環(huán)境。初級(jí)屏蔽罩用 TDK公司的 PC44.初級(jí)線圈屏蔽罩為方形，邊長(zhǎng)50mm,厚度1mm. 次級(jí)線圈的中心和初級(jí)線圈屏蔽罩的中心要對(duì)齊，從次級(jí)線圈界

52、面/感應(yīng)面到初級(jí)線圈屏蔽罩的距離 d z= 3.4mm.只有功率接收器設(shè)計(jì)在頂部加裝屏蔽罩，其他移動(dòng)設(shè)備的組件也會(huì)影響次級(jí)線圈的電感當(dāng)確定諧振頻率時(shí)-如圖4-4那個(gè)磁芯。激發(fā)信號(hào)被用來確定Ls和Ls是否有個(gè)1V RMS的幅值和100kHz 的頻率。4.2.2. 2 整流電路整流電路需用全波整流轉(zhuǎn)換AC 變成電源。4.2.2. 3 感測(cè)電路功率接收器需在諧振電路輸出直接監(jiān)視電壓r。4.2.2. 4 通訊調(diào)制器功率接收器必須有調(diào)制初級(jí)子感應(yīng)區(qū)電流和電壓的方法如小節(jié)6.2.1 。無線傳輸系統(tǒng)描述第1卷第1部分，留下了一個(gè)可供選擇的功率接收器負(fù)載方法。典型的例子包括功率接收器DC端電阻負(fù)載調(diào)制，功率接

53、收器AC端電容負(fù)載調(diào)制。4.2.2. 5 輸出斷開功率接收器必須有方法斷開它的輸出和與子系統(tǒng)的鏈接，如果功率接收器斷開了它的鏈接輸出，也要確保它仍然能夠獲取足夠的功率（電源）從功率發(fā)射器哪里，這樣功率接收器和發(fā)射器的通訊仍然可行。（參考小節(jié)6.2.1）功率接收器應(yīng)該保持輸出斷開狀態(tài)，直到它到達(dá)功率傳輸階段-數(shù)字Ping后的第一次（參考小節(jié)5）隨后，功率接收器控制輸出斷開開關(guān)當(dāng)何時(shí)功率發(fā)射器申請(qǐng)（應(yīng)用）一個(gè)功率信號(hào)，這也意味著功率接收器可能保持它的輸出連接如果它從功率傳輸階段恢復(fù)的識(shí)別配置階段。（注意功率接收器可能經(jīng)歷一個(gè)電壓高峰，當(dāng)控制輸出斷開開關(guān)時(shí)5系統(tǒng)控制5.1介紹從系統(tǒng)控制來講，電能從電

54、能發(fā)射器傳輸?shù)诫娔芙邮掌靼?個(gè)階段，即 -選擇階段-ping-識(shí)別和配置階段電能傳輸階段。圖5-1說明了這些階段之間的聯(lián)系。實(shí)線箭頭表示以電能發(fā)射器為起始的過度過程，虛線箭頭表示以功率接收器為起始的過度過程。根據(jù)定義，如果電能發(fā)射器沒有發(fā)出電能信號(hào)，則系統(tǒng)處于選擇階段。這意味著任何從其它階段的過渡到選擇階段，電能發(fā)射器都要移除電能信號(hào)。每個(gè)階段主要?jiǎng)幼魅缦拢簂 選擇階段 在這個(gè)階段，電能發(fā)射器主要監(jiān)測(cè)界面（感應(yīng)面）上對(duì)象（物體）的放置和移除。為了達(dá)到目的，電能傳輸器可能要用到多種方法。參考附錄B。如果電能發(fā)射器發(fā)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)對(duì)象，它應(yīng)嘗試定位這些對(duì)象-尤其是在電能發(fā)射器支持自由定位的情況下。

55、另外，電能發(fā)射器應(yīng)該嘗試區(qū)分電能接收器和外界物體，如硬幣、鑰匙等。此外，電能發(fā)射器應(yīng)該嘗試為電能傳輸選擇一個(gè)電能接收器。如果起初電能發(fā)射器沒有足夠的電能傳輸信息，則電能發(fā)射器可能要反復(fù)的執(zhí)行Ping 和隨后的識(shí)別和配置階段-每次選擇不同的初級(jí)線圈單元-在收集到相關(guān)的信息后返回選擇階段。參考附錄C。最后，如果電能發(fā)射器選擇一個(gè)將用來傳輸電能到電能接收器的初級(jí)線圈單元，電能發(fā)射器進(jìn)入Ping階段-最終到電能傳輸階段。另一方面，如果電能發(fā)射器沒有選擇任何一個(gè)電能接收器用來傳輸電能-電能發(fā)射器沒有向電能接收器傳輸電能超出一定的時(shí)間而電能發(fā)射器應(yīng)該進(jìn)入待機(jī)模式運(yùn)行。參考第2部分工作模式執(zhí)行要求。l pi

56、ng 在這個(gè)階段，電能發(fā)射器執(zhí)行數(shù)字Ping，并監(jiān)聽回答。如果電能發(fā)射器發(fā)現(xiàn)了電能接收器，電能發(fā)射器可能會(huì)延長(zhǎng)數(shù)字ping階段，也就維持了電能信號(hào)的強(qiáng)度等級(jí)在數(shù)字ping 階段的等級(jí)。這樣會(huì)使系統(tǒng)進(jìn)入識(shí)別和配置階段，如果電能發(fā)射器沒有延長(zhǎng)數(shù)字ping階段 ，系統(tǒng)將返回到選擇階段。l 識(shí)別和配置階段 在這個(gè)階段，電能發(fā)射器識(shí)別已選擇的電能接收器，并獲得配置信息，如電能接收器將要在它的輸出端輸出的最大功率。電能發(fā)射器用這些信息創(chuàng)建電能傳輸合約。電能傳輸合約包含一些對(duì)電能傳輸在電能傳輸階段中的特征參數(shù)的限制。在進(jìn)入電能傳輸階段之前的任何時(shí)候，電能發(fā)射器可能終止延長(zhǎng)數(shù)字ping ，例如用來發(fā)現(xiàn)另外的電能接收器，這會(huì)讓系統(tǒng)反回到選擇階段。l 功率傳輸階段 在這個(gè)階段，電能發(fā)射器連續(xù)為電能接收器提供功電能，并響應(yīng)從電能接收器得到的控制數(shù)據(jù)來調(diào)整初級(jí)線圈電流。整個(gè)階段中，電能發(fā)射器監(jiān)測(cè)包含在電能傳輸合約里的所有參數(shù)。這些參數(shù)中的任意一個(gè)參數(shù)有任何違反合約規(guī)定的沖突都將導(dǎo)致電能發(fā)射器終止電能傳輸-系統(tǒng)返回到選擇階段。最后應(yīng)電能接收器的要求，系統(tǒng)可能停止電能傳輸。例如，電能接收器可以要求終止電能傳輸-電池充滿的時(shí)候-系統(tǒng)返回到選