Qi规范无线充电配件一点通

WPC (Qi)体系概述

图 1 显现了一个 WPC 型电感式无线充电体系的结构图。该发送器由一个 AC/DC功率转化、驱动器、发射线圈、电压电流检测和操控器组成。接纳机由一个接纳线圈、整流、电压调理和操控器组成。体系负载可所以任何电池供电设备，例如：一部手机。

图1WPC 电感式无线充电体系结构图

体系中，AC 电流流过发送器线圈时构成耦合磁场，电能经过该耦合磁场从发送器传输至接纳机。假如接纳机线圈极为接近（X-Y 或许 Z 尺度小于 5mm 空隙），发送器场力线的绝大部分将耦合至接纳机线圈。这些耦合场力线在二次绕组中构成 AC 电流，对其整流便可发生 DC 电压，然后得到手机或许其他便携式设备运用的电源。请注意，无线充电链路实际上便是一款松懈耦合、无芯线圈变压器。

WPC 规范

无线充电商场鼓起的一个关键是不同发送器和接纳机之间的规范化。曾经，出售无线充电接纳机的公司还有必要一起供给一个相应的发送器。这种情况限制了无线充电的商场接受能力，并导致呈现很多不同类型、相互不兼容的无线充电技能。无线充电联盟 (WPC) 拟定出了第一个全球规范，完结了 5W 功率等级发送器和接纳机的通用性[1]。Qi（发音为“chee”）规范界说了无线充电体系的作业频率、作业电压和根本线圈装备。别的，还界说了一种通讯协议，接纳机经过它与发送器通讯，例如：发送器何时中止供电（即电话不再充电时进入节能形式）、接纳机要求供给多少电力以及输出功率添加仍是削减等。

配件构架

供给 Qi 规范产品的一条最方便途径是，运用职业通用规范取得基站电源（无线发送器）的一起，供给具有电源或许直接电池充电完结的配件解决计划。在这种情况下，配件解决计划指的是无线充电功用，其作为移动设备的一种选配。最遍及的两种配件完结是维护壳和后盖。维护壳指的是一种塑料壳，它的内部包括有无线充电电路，能够牢固地夹在移动设备上，经过一些外部触点向移动设备供给电源。后盖则是移动设备规范后盖的代替品，也在其内部放入了无线充电电路。另一种配件解决计划是，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 描绘了无线充电接纳机怎么模仿电源适配器作业，向移动设备供给 5V、5W 电源。在这种最为简易的完结中，接纳机和移动设备之间一共只要两个触点：无线充电和接地。因为大多数第一代 Qi 产品依然有一条连线，图 2 还显现了经过有线适配器和无线充电完结充电的进程。两种电源都衔接至移动设备内部的功率多路复用器。一般来说，默许情况下挑选适配器电源，在没有适配器时运用无线充电。

图2有线输入的四触点电源配件体系构架

在无线充电传输期间，衔接适配器或许电池充电中止时，无线充电应中止运转。当接纳机检测到无负载状况时，向发送器发送一条中止电力传输的信息，以此来完结上述方针。经过敞开多路复用器的无线充电接纳机开关，能够模仿这种状况。运用其他通讯，能够取得无负载状况的更多具体信息。

双触点配件

双触点解决计划是本钱最低的一种无线充电输出和接纳机接口，但它依然能够供给一些有限的功用。只要两个触点时，咱们只能将无线电源（即 5V 输出）和接地衔接移动设备，而且移动设备有必要自己检测何时在适配器电源和无线电源之间切换。这种解决计划的首要缺陷是，移动设备难以告诉发送器充电现已中止。在典型的无线充电体系中，晚上用户上床睡觉时开端充电，充电一般继续两个小时左右。一旦充电完结，接纳机应向发送器发送一条中止充电的信息（由 WPC 协议界说），这样发送器便能够进入一种低功耗的待机形式。可是双触点解决计划中止，只能由接纳机经过检测输出电流是否现已降至某个阈值以下，才干检测得到。虽然这种办法能够让发送器进入待机形式，但电源电流由体系电流加上充电电流组成为它带来了许多坏处。

三触点配件

比较双触点解决计划，三触点解决计划有所改进。除无线电源和接地以外，它还添加了一个操控信号。该操控器信号可所以无线充电接纳机的输入，而无线充电接纳机经过移动设备驱动。典型运用针对移动设备内部的充电器，用以检测充电何时中止，然后将这种状况告诉接纳机。接纳机转而告诉发送器中止充电，发送器便进入低功耗待机形式。因为移动设备经过电池继续供电，因而它会在一个不确认时间段内不断向无线接纳机声明中止充电，这样整个充电周期的总发送器功耗便非常低。别的，发送器能够运用来自接纳机的中止充电信息，让用户知道充电现已中止（例如：运用 LED 指示灯）。比较双触点解决计划，这种办法还能够愈加精确地确认充电中止状况。

四触点配件

最终，比较上述解决计划，四触点解决计划能够为用户供给更多的选项。运用四触点计划后，会有数种不同选项供挑选。一种是供给两个操控信号输入—一个用于向发送器发送中止信号，而另一个用于告诉发送器移动设备运用默许状况。图 2 显现了一种四触点完结代替办法。在这种情况下，一个外部适配器能够作为设备接纳机的输入，而适配器FET栅极驱动信号能够为来自接纳机的输出，并衔接至移动设备。运用这种办法，接纳机能够检测到适配器的存在，其封闭无线充电发送器，然后直接将适配电压施加至接纳机。后边末节将具体介绍适配器多路复用器构架。

移动设备功率多路复用器

上市出售的第一批无线充电配件，依然将有线适配器端口保留在了无线充电输入端的周围。它要求在两个电源（有线电源和无线电源）之间运用一个功率多路复用器。图 3 显现了一个功率多路复用器构架的比如。这种办法运用接纳机配件，对适配器电压 (AD) 进行检测，假如存在适配器电压则供给栅极驱动 (AD_EN)。FET 有必要以一种背靠背结构有线衔接，以在开关封闭时阻滞反向和正向导电。之后，一旦存在适配器则无线充电接纳机封闭电力传输，并经过适配器电源让栅极驱动坚持活泼状况。这种办法要求配件和移动设备之间至少有一个四引脚接口（无线充电、AD、AD_EN和GND）。