基于FPGA的无线充电器接收器系统的解决方案.doc

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1、基于FPGA的无线充电器接收器系统的解决方案　　本文将介绍基于FPGA的无线充电器接收器系统的解决方案。无线充电器接收器严格遵循最新的WPCQi标准。接收器系统包含一个模拟模块和一个FPGA模块。模拟模块由分立式组件组成，包括全桥整流器模块、V/I检测和AD控制模块以及DC-DC模块。FPGA模块充当数字内核，其内嵌通信模块、控制模块、计算模块和收发器模块。它使用Verilog语言和状态机对FPGA编程。最后，通过测试和验证，无线充电器接收器在多个主要OEM的无线充电器发射器上工作极佳。　　　　1.背景　　随着无线充电器技术的蓬勃发展，以及越来越多的智能手机用户被各种充电电缆所困扰

2、，方便易用的无线充电器将被普遍接受和采用。目前有三种不同的无线充电器标准：WPC（Qi）、PMA和A4WP.WPCQi标准更常用于智能手机应用。现在，许多智能手机OEM已推出支持WPC标准的无线充电器解决方案。本文将重点介绍WPC标准的无线充电器接收器解决方案，及其与基于FPGA的详细系统架构的关系。　　2.WPC标准概述　　WPCQi标准提供无线充电器系统的详细说明，包括通信和传输协议。功率始终从充电板传输至移动设备。充电板包含一个称为功率发射器（由主线圈组成）的子系统，而移动设备包含一个称为功率接收器（由次级线圈组成）的子系统。　　图1说明了基本系统配置。如图所示，功率发射器由

3、两个主要功能单元组成，即功率转换单元和通信与控制单元。控制与通信单元将转换的功率调节至功率接收器请求的水平。功率接收器则由一个功率拾取单元和一个通信与控制单元组成。　　功率接收器位于手机端，因此接下来将主要介绍功率接收器系统，并说明基于FPGA的无线充电器接收器的解决方案。　　　　图1：基本系统配置 　　　　3.基于FPGA的功率接收器系统概述　　根据WPCQi标准，功率接收器系统将包含一个功率拾取单元和一个通信与控制单元。示例中将详细介绍一个完全满足WPCQi标准要求的接收器解决方案。图2显示基于FPGA的功率接收器系统的架构。　　　　图2：系统架构　　如图2中所示，接收器系统包

4、含两个子系统，一个是模拟模块，另一个是数字模块。模拟模块由分立式器件组成，包括全桥整流器模块、V/I检测和AD控制模块、通信模块和DC-DC模块。数字模块内置在FPGA中，使用Verilog语言编写程序。数字内核模块可分为三个主要子模块：第一个是通信和PWM控制模块，第二个是计算模块，第三个是Rx和Tx（接收器和发射器）模块。下面更为详细地介绍了这些模块。　　　　4.模拟模块　　次级线圈是模拟模块的供电