Qi標(biāo)準(zhǔn)及無線充電解決方案介紹精選

1、Qi標(biāo)準(zhǔn)及無線充電處理方案介紹 Qi標(biāo)準(zhǔn)及無線充電處理方案介紹無線充電技術(shù)在消費類市場表現(xiàn)出宏大的市場潛力。在不使用連線的情況下給電子設(shè)備充電不但可為便攜式設(shè)備用戶提供一種便利的處理方案，而且還讓廣大人員可以尋找到更具創(chuàng)新性的征詢題處理方法。許多電池供電型便攜式設(shè)備均能受益于這種技術(shù)，從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。為了便于使用同時讓設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，在供電設(shè)備(無線發(fā)射端，充電站)和用電設(shè)備(無線接收端，便攜式設(shè)備)之間創(chuàng)立了互操作性。WPC 成立于 2008 年，由亞洲、歐洲和美國的各行業(yè)公司組成，其中包括電

2、子設(shè)備制造廠商和原始設(shè)備制造商 (OEM)。WPC 標(biāo)準(zhǔn)定義了電感耦合(線圈構(gòu)造)的類型，以及低功率無線設(shè)備所用的通訊協(xié)議。在這種標(biāo)準(zhǔn)下工作的任何設(shè)備都可以與任何其他 WPC 兼容設(shè)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訊。無線充電 WPC 標(biāo)準(zhǔn)WPC 標(biāo)準(zhǔn)下，無線傳輸?shù)摹暗凸β省贝_實是說功耗僅為 05W。到達(dá)這一標(biāo)準(zhǔn)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。兩個線圈之間的間隔一般為 5mm。輸出電壓調(diào)理由一個全局?jǐn)?shù)字操縱環(huán)路負(fù)責(zé)，這時無線接收端會與無線發(fā)送端通訊，并要求或多或少的功率。該通訊是一種通過反向散射調(diào)

3、制從無線接收端到無線發(fā)送端的單向通訊。在反向散射調(diào)制中，無線接收端線圈遭到負(fù)載，從而改變無線發(fā)送端的電流耗費。我們對這些電流變化進(jìn)展監(jiān)控，并解調(diào)成兩個設(shè)備協(xié)同工作所需的信息。WPC 標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備之間的通訊協(xié)議。下面，我們將詳細(xì)介紹這三個方面。無線發(fā)送端電力傳輸方向不斷是從無線發(fā)送端到無線接收端。無線發(fā)送端的關(guān)鍵電路是用于向無線接收端傳輸電力的一次線圈、驅(qū)動一次線圈的操縱單元以及解調(diào)一次線圈電壓或者電流的通訊電路。我們對無線發(fā)送端設(shè)計的靈敏性進(jìn)展了限制，旨在向無線接收端提供一致的電力和電壓電平。無線接收端將本人作為無線發(fā)送端

4、的一個兼容設(shè)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”音訊，或者假設(shè) 1.25 秒以上都沒有接收到數(shù)據(jù)包，那么無線發(fā)送端停頓供電。沒有電力傳輸時，無線發(fā)送端那么進(jìn)入低功率待機方式。WPC 標(biāo)準(zhǔn)同意使用固定和挪動配置。單個固定線圈(稱作類型 A1)為卓芯微無線充電支持的處理。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(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備線圈起到了一個 50% 占空比諧振半橋的作用，其輸入為19VDC(plusmn;1 V)。假設(shè)無線接收端需要或多或少的功率，那么線圈頻

5、率會發(fā)生變化，但會保持在 110 到 205kHz 之間，詳細(xì)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(shè)備。無線接收端的關(guān)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(zhuǎn)換為 DC 的整流電路、用于將未穩(wěn)壓 DC轉(zhuǎn)換為通過穩(wěn)壓的 DC 的電源調(diào)理電路以及用于將信號調(diào)制到次級線圈的通訊電路。無線接收端負(fù)責(zé)其身份認(rèn)證和電源要求的所有通訊，由于無線發(fā)送端只是一個“收聽者”。盡管為了讓其符合 WPC 標(biāo)準(zhǔn)我們對無線發(fā)送端的設(shè)計進(jìn)展了限制，但設(shè)計無線接收端時卻可以有更多的自由。我們可以調(diào)理無線接收端的線圈尺寸，以滿足設(shè)備的體積要求。利用 5V、500mA 輸出的 70% 典型效率

6、，我們對無線接收端的線圈電壓進(jìn)展全波整流。由于兩個設(shè)備之間的通訊是單向的，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(zhuǎn)，且只要磁力線不耦合寄生負(fù)載其便不會出現(xiàn)損耗(例如：金屬的渦流損耗等)。通訊協(xié)議通訊協(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(fù)一個信號強度包。假設(shè)該信息強度包有效，那么無線發(fā)送端會讓線圈保持通電并進(jìn)展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(jìn)展身份識別，并向無線發(fā)送端提供配置和設(shè)置信息在電力傳輸階段，無線接收端向無線發(fā)送端發(fā)送操縱誤差包，以增加或者減少電力。正常運轉(zhuǎn)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，在正常運轉(zhuǎn)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”音訊，或者 1.25 秒時長內(nèi)都