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浅析在Qi标准下设计的5W无线电源设计

作者:时间:2013-04-26来源:网络收藏

  浅析在Qi标准下设计的5W无线电源设计自从规范于2010年7月宣布后,配件产品便能运用这项业界标准,来提供行动装置无线,完全不需要基地台的无线发送器,而是利用背匣、背盖和电池组,以及配件产品接收器线圈和电子装置的套件组合。本文将重点说明配件产品与主行动装置的介面,以及配件的系统层级需求,并探讨元件选择,衡量配件产品与主行动装置之间接脚数介面的权衡。

  浅析在Qi标准下设计的5W无线电源设计图1显示联盟(WPC)电感无线系统的配置图。发送器包含交流对直流(AC-DC)电源转换、驱动器、传输线圈、电压与电流侦测及控制器;接收器包含接收线圈、整流、电压调节及控制器,此系统的负载可以是任何电池供电的装置,例如手机。

  浅析在Qi标准下设计的5W无线电源设计

  图1 WPC电感无线电源系统配置图

  为发送器和接收器相容问题解套

  在这个系统中,电源是从发送器经由耦合的磁场传输到接收器,AC电流流经发送器线圈时,便会产生磁场。如果接收器线圈相邻(X-Y或Z范围小于5毫米的间距),则大部分发送器线路将耦合于接收器线圈。耦合的线路会在二次侧产生AC电流,经过整流后即可产生DC电压,成为手机及其他可携式装置的电源。必须注意的是,无线电源连结一般是鬆散耦合的空心变压器。

  新兴无线电源市场的关键是不同发送器及接收器的标准化。在过去,任何贩售无线电源接收器的公司,必须搭配贩售对应的发送器,使得无线电源的市场接受度受到局限,而且也导致无线电源技术互不相容。WPC制定全球第一个标准,使5瓦(W)电源运作的发送器及接收器彼此相容。这个定义无线电源系统的运作频率、运作电压,以及基本线圈配置。通讯协定定义让接收器将资讯传送至发送器,如接收器需要多少电源、应该增加或减少输出功率,以及当手机不再须要充电时,通知发送器终止电源进入省电模式。

  提供Qi相容产品最快速的方法,是提供内含电源供应或直接电池充电实作的配件解决方案,同时运用基地台电源的业界标准无线发送器。配件解决方案是指行动装置选用的无线电源功能,最常用的两种配件实作是背匣及背盖。背匣是内含无线电源电路的塑胶外壳,可装在行动装置上,透过外部接点提供行动装置所需的电源。背盖是行动装置标准背盖的替代品,其中包含无线电源电路。内含无线电源电路行动装置电池组的配件也是一种替代解决方案,能直接进行电池充电。

  各式电源供应配件解析

  图2说明无线电源接收器如何提供5伏特(V)5瓦电源给行动装置,模拟电源供应转接器的运作。在最简单的实作中,接收器与行动装置之间只需要无线电源及接地,大多数第一代Qi产品仍使用有线连接器,因此也显示如何从有线转接器或无线电源进行充电。这两种来源均连接行动装置内部的多工器,一般而言,预设选择的是转接器电源,没有转接器时才会启用无线电源。

  浅析在Qi标准下设计的5W无线电源设计

  图2 含有线输入的四接点电源供应配件系统架构

  在无线电源传输期间,有转接器或电池充电终止时,运作应该会中断,接收器发现无负载情况时,会传送讯息至发送器通知停止电源传输,开启多工器的无线电源接收器开关时,即可模拟如此的情况,藉由其他接点的协助,能提供无负载情况特定的其他资讯。

  双接点配件介面成本最低


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关键词: Qi标准 无线充电 电源

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