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淺析在Qi標準下設計的5W無線電源設計

作者: 時間:2013-04-26 來源:網絡 收藏
0px; FONT: 14px/25px 宋體, arial; WHITE-SPACE: normal; ORPHANS: 2; LETTER-SPACING: normal; COLOR: rgb(0,0,0); WORD-SPACING: 0px; PADDING-TOP: 0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">  雙接點解決方案是無線輸出及接收器之間的介面成本最低的一種,可提供有限的功能。僅提供兩個接點時,只能連接無線(亦即5伏特輸出),并且接地至行動裝置,而行動裝置必須自行偵測何時切換轉接器及無線電源。這種解決方案的主要缺點是行動裝置無法向發送器指示終止充電。

  在一般的無線電源系統中,充電循環可在使用者夜間就寢時開始,而且充電一般大約持續兩小時。一旦充電完成時,按照WPC通訊協定的定義,接收器即可指示終止供電給發送器,以便發送器能進入低功耗的待機模式。接收器只能透過偵測輸出電流低于特定閾值的方式,偵測雙接點解決方案終止。雖然這種方法能使發送器進入待機模式,缺點是供應電流是系統電流與充電電流的總和。

  三接點配件加入控制訊號

  三接點解決方案是在雙接點解決方案的基礎上,在無線電源及接地之外加入控制訊號。由行動裝置驅動的無線電源接收器所提供的輸入控制訊號,使行動裝置內部的充電器偵測充電何時應終止,并且向接收器通知此情況。接收器即可向發送器傳達終止電源,使其進入低功耗的待機模式。由于行動裝置是由電池持續供電,因此可在不定時向無線接收器確認終止,以便整個充電週期的發送器整體耗電量保持在相當低的程度。此外,發送器可使用接收器的終止電源資訊,讓使用者知道充電已終止,例如藉由發光二極體(LED)燈號。這種方法確定終止情況的準確度也高于雙接點解決方案。

  四接點配件方案提供選項最多

  四接點解決方案所提供的選項,遠比前述的任何解決方案多。其中一個選項是提供兩個控制訊號輸入,一個訊號用于向發送器通知終止。另一個訊號用于通知行動裝置出現故障情況。

  圖2顯示另一種四接點實作。在此情況下,外部轉接器可以是裝置接收器的輸入,而且接收器單結型場效應電晶體(FET)閘極驅動訊號,可從接收器輸出,并連接行動裝置。如此一來,接收器即可偵測轉接器,并關閉無線電源發送器,然后將轉接器電壓直接施加于接收器。以下各段將詳細說明轉接器多工器架構。

  行動裝置電源多工器架構剖析

  市場開始出現無線電源配件時,有線轉接器連接埠將與無線電源輸入同時并存,需要在無線及有線電源供應之間使用電源多工器,圖3顯示電源多工器架構范例。這種方法運用接收器配件偵測接收器電壓(AD),并在接收器電壓出現時提供閘極驅動(AD_EN)。FET必須以背對背(Back-to-Back)配置接線,才能在開關關閉時阻絕逆向及正向傳導。如果有轉接器,無線電源接收器即停用電源傳輸,并透過轉接器電源將閘極驅動保持啟動。這種方法需要配件與行動裝置之間四個接腳的介面(無線電源、AD、AD_EN及GND)。

  淺析在Qi標準下設計的5W無線電源設計

  圖3 單一背對背FET的電源供應多工選項

  為減少電源供應配件與行動裝置之間所需的接腳數,可運用自動電源多工器。圖4顯示這類架構,其中不再需要AD及AD_EN連線。透過VSNS連線可優先使用有線電源路徑,如果在VSNS偵測到電壓,啟用有線電源路徑,否則將啟動無線電源路徑。若要使接收器電子裝置偵測轉接器連接埠,終止無線電源傳輸,必須監視電源的輸出電流。藉由監視輸出電流,即可在無線電源路徑開關關閉時,偵測真正的輕載,例如接近零輸出電流,接收器會將指令傳送至發送器,以終止電源傳輸。

  淺析在Qi標準下設計的5W無線電源設計

  圖4 運用自動切換的電源供應多工選項

  電池組配件整合電子裝置/接收器線圈



關鍵詞: Qi標準 無線充電 電源

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