無線充電器技術(shù)和解決方案

　　使用導(dǎo)向定位，接收器線圈中心必須與發(fā)射器線圈中心對齊。否則，傳輸功率和傳輸效率將顯著降低。因此，發(fā)射器線圈和接收器線圈中使用了兩個磁體以便對準(zhǔn)和會聚磁力線。

　　自由定位是較好的發(fā)射器類型，因為它使最終用戶能夠方便地進(jìn)行無線充電。有兩個子類型來實現(xiàn)此功能。一個是移動發(fā)射器線圈，另一個是發(fā)射器線圈矩陣。在第一種類型中，當(dāng)接收器放在發(fā)射器表面時，發(fā)射器通過移動線圈與接收器線圈對齊，然后傳輸功率。在第二種類型中，發(fā)射器線圈由線圈矩陣形成。當(dāng)接收器放在發(fā)射器上時，將會激活接收器線圈周圍的一個或多個線圈，并向接收器傳輸功率。

　　功率發(fā)射器有一個DC或AC塊，例如，一個半橋連接至串聯(lián)諧振電路。Cp和Lp參數(shù)及輸入電壓因發(fā)射器不同而異。DC至AC開關(guān)的工作頻率在110kHz時為正常，為控制功率可能會變?yōu)?05kHz。諧振回路也用于優(yōu)化功率傳輸。

　　功率發(fā)射器也有一個通信塊以解調(diào)接收器的功率傳輸控制信息。其由電壓或電流檢測電路形成。

　　功率接收器

　　功率接收器通常是便攜設(shè)備，其硬件設(shè)計比發(fā)射器更簡化。通常包括四個部件：功率提取塊、全橋整流電路、電壓調(diào)節(jié)塊和通信控制塊。

　　功率提取塊由包括接收器線圈(Ls)和串聯(lián)諧振電容(Cs)的串聯(lián)諧振電路組成。諧振電路用于優(yōu)化功率接收。并聯(lián)電容提供并聯(lián)諧振電路用于檢測接收器。

　　全橋整流器用作AC至DC電路，將接收波轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓。電壓調(diào)節(jié)塊為DC至DC電路，將較高的接收電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的電壓。通信控制塊用于將功率控制信息(如控制錯誤包)傳輸至功率發(fā)射器，以調(diào)節(jié)功率傳輸操作點或功率發(fā)射器的其他狀態(tài)。

　　開放的溝通

　　在WPC標(biāo)準(zhǔn)中定義的發(fā)射器和接收器之間的通信為單向通信。通信方向是從接收器到發(fā)射器。功率接收器通過更改其阻抗(如電阻或電容)調(diào)節(jié)功率量，此操作將導(dǎo)致發(fā)射器線圈電流或線圈電壓定期改變。發(fā)射器可檢測線圈電流或線圈電壓變化，用于解調(diào)通信信息。該標(biāo)準(zhǔn)定義發(fā)射器線圈電流幅度的最小幅度差，或邏輯高電平和邏輯低電平之間的線圈電壓。分別為15mA和200mV。

　　WPC標(biāo)準(zhǔn)還定義通信中的數(shù)據(jù)格式。在每次數(shù)據(jù)傳輸中，將傳輸一個數(shù)據(jù)包。一個數(shù)據(jù)包由一個用于位同步的前同步碼(11位以上1)、指明數(shù)據(jù)包類型的一字節(jié)消息頭、消息信息(1~27字節(jié))和一個檢驗和字節(jié)組成。一個數(shù)據(jù)字節(jié)為11位串行格式。此格式由一個位起始位、八個數(shù)據(jù)位、一個校驗位和一個位停止位組成。起始位為零。數(shù)據(jù)位的順序從最低有效位開始。校驗位為奇數(shù)，停止位為一。數(shù)據(jù)位采用差分雙相碼編碼，其速度為2Kbps。數(shù)據(jù)格式如圖7所示。

　　功率傳輸系統(tǒng)控制

　　從功率發(fā)射器到功率接收器的功率傳輸包括WPC標(biāo)準(zhǔn)中定義的四個階段。它們是選擇階段、Ping階段、標(biāo)識和配置階段以及功率傳輸階段。各階段之間的關(guān)系如圖8所示。

　　選擇

　　在此階段，功率發(fā)射器檢測其表面上是放置物體還是移除。功率發(fā)射器可通過許多方法實現(xiàn)此功能。如果功率發(fā)射器檢測到一個或多個物體，它應(yīng)嘗試找到這些物體并區(qū)分潛在功率接收器和異物。在某種情況下，功率發(fā)射器應(yīng)嘗試選擇一個主單元和一個功率接收器用于功率傳輸。如果功率發(fā)射器選擇一個主單元和一個功率接收器，則應(yīng)進(jìn)入Ping階段。另一方面，如果功率傳輸器未識別潛在功率接收器或時間超時，則將進(jìn)入待機工作模式。