qi标准无线充电配件概述

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1、Qi标准无线充电配件概述关键字：无线充电 Qi标准 发送器 接收机 摘要自Qi标准出现以后，无线充电配件产品便可以利用这种行业通用标准，在无需基站（无线充电发送器）的情况下为移动设备无线充电。一种常用方法是向消费者提供一种无线充电保护壳、后盖、电池组或者保护套，在其配件中放入接收机线圈和电子组件。本文将为您说明这类配件的系统级要求，重点介绍配件产品和主移动设备之间的接口。我们还将从两个方面讨论组件选择，同时探讨配件产品和主移动设备之间引脚数目接口的利弊权衡过程。WPC(Qi)系统概述图1显示了一个WPC型电感式无线充电系统的结构图。该发送器由一个AC

2、/DC功率转换、驱动器、发射线圈、电压电流检测和控制器组成。接收机由一个接收线圈、整流、电压调节和控制器组成。系统负载可以是任何电池供电设备，例如：一部手机。图1：WPC电感式无线充电系统结构图系统中，AC电流流过发送器线圈时形成耦合磁场，电能通过该耦合磁场从发送器传输至接收机。如果接收机线圈极为靠近（X-Y或者Z尺寸小于5mm间隙），发送器场力线的绝大部分将耦合至接收机线圈。这些耦合场力线在二次绕组中形成AC电流，对其整流便可产生DC电压，从而得到手机或者其他便携式设备使用的电源。请注意，无线充电链路实际上就是一款松散耦合、无芯线圈变压器。WPC标

3、准无线充电市场兴起的一个关键是不同发送器和接收机之间的标准化。以前，销售无线充电接收机的公司还必须同时提供一个相应的发送器。这种状况制约了无线充电的市场接受能力，并导致出现大量不同类型、相互不兼容的无线充电技术。无线充电联盟(WPC)制定出了第一个全球标准，实现了5W功率级别发送器和接收机的通用性[1]。Qi（发音为“chee”）标准定义了无线充电系统的工作频率、工作电压和基本线圈配置。另外，还定义了一种通信协议，接收机通过它与发送器通信，例如：发送器何时终止供电（即电话不再充电时进入节能模式）、接收机要求提供多少电力以及输出功率增加还是减少等。配件

4、构架提供Qi标准产品的一条最快捷途径是，利用行业通用标准获得基站电源（无线发送器）的同时，提供具有电源或者直接电池充电实现的配件解决方案。在这种情况下，配件解决方案指的是无线充电功能，其作为移动设备的一种选配。最普遍的两种配件实现是保护壳和后盖。保护壳指的是一种塑料壳，它的内部包含有无线充电电路，可以牢固地夹在移动设备上，通过一些外部触点向移动设备提供电源。后盖则是移动设备标准后盖的替代品，也在其内部放入了无线充电电路。另一种配件解决方案是，在移动设备的电池组中放入无线充电电路，直接对电池充电。电源配件图2描述了无线充电接收机如何模拟电源适配器工作，

5、向移动设备提供5V、5W电源。在这种最为简易的实现中，接收机和移动设备之间总共只有两个触点：无线充电和接地。由于大多数第一代Qi产品仍然有一条连线，图2还显示了通过有线适配器和无线充电实现充电的过程。两种电源都连接至移动设备内部的功率多路复用器。一般而言，默认情况下选择适配器电源，在没有适配器时使用无线充电。图2：有线输入的四触点电源配件系统构架在无线充电传输期间，连接适配器或者电池充电终止时，无线充电应中断运行。当接收机检测到无负载状态时，向发送器发送一条停止电力传输的信息，以此来实现上述目标。通过开启多路复用器的无线充电接收机开关，可以模拟这种状

6、态。利用其他通信，可以获得无负载状态的更多详细信息。双触点配件双触点解决方案是成本最低的一种无线充电输出和接收机接口，但它仍然可以提供一些有限的功能。只有两个触点时，我们只能将无线电源（即5V输出）和接地连接移动设备，并且移动设备必须自己检测何时在适配器电源和无线电源之间切换。这种解决方案的主要缺点是，移动设备难以通知发送器充电已经终止。在典型的无线充电系统中，晚上用户上床睡觉时开始充电，充电一般持续两个小时左右。一旦充电完成，接收机应向发送器发送一条终止充电的信息（由WPC协议定义），这样发送器便可以进入一种低功耗的待机模式。但是双触点解决方案终止

7、，只能由接收机通过检测输出电流是否已经降至某个阈值以下，才能检测得到。尽管这种方法可以让发送器进入待机模式，但电源电流由系统电流加上充电电流组成为它带来了诸多弊端。三触点配件相比双触点解决方案，三触点解决方案有所改进。除无线电源和接地以外，它还增加了一个控制信号。该控制器信号可以是无线充电接收机的输入，而无线充电接收机通过移动设备驱动。典型应用针对移动设备内部的充电器，用以检测充电何时终止，然后将这种状态通知接收机。接收机转而通知发送器终止充电，发送器便进入低功耗待机模式。由于移动设备通过电池持续供电，因此它会在一个不确定时间段内不断向无线接收机声明

8、终止充电，这样整个充电周期的总发送器功耗便十分低。另外，发送器可以利用来自接收机的终止充电信息，让用户知道充