新唐Qi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電方案 5W--15W無(wú)線充電參考設(shè)計(jì)分享

無(wú)線充電技術(shù)（英文：Wireless charging technology；Wireless charge technology ）源于無(wú)線電能傳輸技術(shù)，可分為小功率無(wú)線充電和大功率無(wú)線充電兩種方式。

小功率無(wú)線充電常采用電磁感應(yīng)式，如對(duì)手機(jī)充電的Qi方式，大功率無(wú)線充電常采用諧振式（大部分電動(dòng)汽車充電采用此方式）由供電設(shè)備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對(duì)電池充電，并同時(shí)供其本身運(yùn)作之用。

由于充電器與用電裝置之間以磁場(chǎng)傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無(wú)導(dǎo)電接點(diǎn)外露。

電磁感應(yīng)式

初級(jí)線圈一定頻率的交流電，通過(guò)電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。目前最為常見的充電解決方案就采用了電磁感應(yīng)，事實(shí)上，電磁感應(yīng)解決方案在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上并無(wú)太多神秘感，中國(guó)本土的比亞迪公司，早在2005年12月申請(qǐng)的非接觸感應(yīng)式充電器專利，就使用了電磁感應(yīng)技術(shù)。

磁場(chǎng)共振

由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，是目前正在研究的一種技術(shù)，由麻省理工學(xué)院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)利用該技術(shù)點(diǎn)亮了兩米外的一盞60瓦燈泡，并將其取名為WiTricity。該實(shí)驗(yàn)中使用的線圈直徑達(dá)到50cm，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)商用化，如果要縮小線圈尺寸，接收功率自然也會(huì)下降。

無(wú)線電波式

這是發(fā)展較為成熟的技術(shù)，類似于早期使用的礦石收音機(jī)，主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，可以捕捉到從墻壁彈回的無(wú)線電波能量，在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。此種方式只需一個(gè)安裝在墻身插頭的發(fā)送器，以及可以安裝在任何低電壓產(chǎn)品的“蚊型”接收器。

主流的無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)有五種：Qi標(biāo)準(zhǔn)、Power Matters Alliance(PMA)標(biāo)準(zhǔn)、Alliance for Wireless Power(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)、iNPOFi技術(shù)、Wi-Po技術(shù)。

1、Qi標(biāo)準(zhǔn)

Qi是全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織--無(wú)線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium,簡(jiǎn)稱WPC)推出的“無(wú)線充電”標(biāo)準(zhǔn)，具備便捷性和通用性兩大特征。首先，不同品牌的產(chǎn)品，只要有一個(gè)Qi的標(biāo)識(shí)，都可以用Qi無(wú)線充電器充電。其次，它攻克了無(wú)線充電“通用性”的技術(shù)瓶頸，在不久的將來(lái)，手機(jī)、相機(jī)、電腦等產(chǎn)品都可以用Qi無(wú)線充電器充電，為無(wú)線充電的大規(guī)模應(yīng)用提供可能。

市場(chǎng)比較主流的無(wú)線充電技術(shù)主要通過(guò)三種方式，即電磁感應(yīng)、無(wú)線電波、以及共振作用，而Qi采用了最為主流的電磁感應(yīng)技術(shù)。在技術(shù)應(yīng)用方面，中國(guó)公司已經(jīng)站在了無(wú)線充電行業(yè)的最前沿。據(jù)悉，Qi在中國(guó)的應(yīng)用產(chǎn)品主要是手機(jī)，這是第一個(gè)階段，以后將發(fā)展運(yùn)用到不同類別或更高功率的數(shù)碼產(chǎn)品中。

2、Power Matters Alliance標(biāo)準(zhǔn)

Power Matters Alliance標(biāo)準(zhǔn)是由Duracell Powermat公司發(fā)起的，而該公司則是由寶潔與無(wú)線充電技術(shù)公司Powermat合資經(jīng)營(yíng)，擁有比較出色的綜合實(shí)力。除此以外，Powermat還是Alliance for Wireless Power(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)的支持成員之一。

已經(jīng)有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了PMA聯(lián)盟(Power Matters Alliance縮寫)。PMA聯(lián)盟致力于為符合IEEE協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)和電子設(shè)備，打造無(wú)線供電標(biāo)準(zhǔn)，在無(wú)線充電領(lǐng)域中具有領(lǐng)導(dǎo)地位。

Duracell Powermat公司推出過(guò)一款WiCC充電卡采用的就是Power Matters Alliance標(biāo)準(zhǔn)。WiCC比SD卡大一圈，內(nèi)部嵌入了用于電磁感應(yīng)式非接觸充電的線圈和電極等組件，卡片的厚度較薄，插入現(xiàn)有智能手機(jī)電池旁邊即可利用，利用該卡片可使很多便攜終端輕松支持非接觸充電。

3、A4WP標(biāo)準(zhǔn)

A4WP是Alliance for Wireless Power標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)稱，由美國(guó)高通公司、韓國(guó)三星公司以及前面提到的Powermat公司共同創(chuàng)建的無(wú)線充電聯(lián)盟創(chuàng)建。該聯(lián)盟還包括Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker Acustic和SK Telecom等成員，目標(biāo)是為包括便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車等在內(nèi)的電子產(chǎn)品無(wú)線充電設(shè)備設(shè)立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)對(duì)話機(jī)制。

4、iNPOFi技術(shù)

iNPOFi（“invisible power field”，即“不可見的能量場(chǎng)”）無(wú)線充電是一種新的無(wú)線充電技術(shù)。其無(wú)線充電系列產(chǎn)品采用智能電傳輸無(wú)線充電技術(shù)，具備無(wú)輻射、高電能轉(zhuǎn)化效率、熱效應(yīng)微弱等特性。

5、Wi-Po技術(shù)

Wi-Po技術(shù)，為Wi-Po磁共振無(wú)線充電技術(shù)，利用高頻恒定幅值交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置，產(chǎn)生6.78MHz的諧振磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的發(fā)射距離。

該技術(shù)通過(guò)藍(lán)牙4.0實(shí)現(xiàn)通訊控制，安全可靠，并且可以支持一對(duì)多同步通信，同時(shí)還具有過(guò)溫、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)和異物檢測(cè)功能。該技術(shù)由于使用的載體為空間磁場(chǎng)，能量不會(huì)像電磁波那般發(fā)射出去，所以不會(huì)對(duì)人體造成輻射傷害。

Wi-Po磁共振無(wú)線充電可應(yīng)用于手機(jī)、電腦、智能穿戴、智能家居、醫(yī)療設(shè)備、電動(dòng)汽車等各種場(chǎng)景。

新唐提出兼容 Qi 標(biāo)準(zhǔn) 5W、7.5W/5W、15W/5W 三方案與符合 Qi 標(biāo)準(zhǔn) 5W 方案。轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 85%，可動(dòng)態(tài)功率調(diào)整，皆具有過(guò)溫、限流、金屬異物檢測(cè)等保護(hù)功能。符合 Qi 標(biāo)準(zhǔn) 5W 方案通過(guò) Qi Ver 1.1.2 認(rèn)證 ( No.: GZES1411013461IT ) 。

新唐相容 Qi 標(biāo)準(zhǔn) 5W 無(wú)線充電參考設(shè)計(jì)

方案特色：

·?5W單線圈，調(diào)頻

·?相容Qi Ver1.2.4標(biāo)準(zhǔn)，A11

·?動(dòng)態(tài)功率調(diào)整，效率72%

·?金屬異物檢測(cè)(FOD)

·?具有過(guò)溫、限流等保護(hù)功能

·?充電 / 斷電 / 動(dòng)態(tài)功率狀態(tài)指示

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N76E003為新唐高速1T 8051 單片機(jī)系列產(chǎn)品，提供18 KB Flash ROM、可配置Data Flash與高容量1 KB SRAM ，支持2.4V 至 5.5V 寬工作電壓與 - 40 ℃ 至105 ℃ 工作溫度，并具備高抗干擾能力 7 kV ESD/4 kV EFT。

N76E003 在20 pin封裝下提供高達(dá)18根I/O腳位；周邊包含雙串口、 SPI 、 I2C 、6通道 PWM 輸出；內(nèi)建優(yōu)于同類產(chǎn)品之 < 2 % 誤差之高精確度16 MHz RC晶振與高分辨率8通道12位 ADC ；并具備自我喚醒、欠壓檢測(cè)等功能；提供TSSOP20 ( 4mm*6.5mm ) 與QFN20 ( 3mm*3mm ) 小封裝，兼具高性能與設(shè)計(jì)彈性。?

新唐相容 Qi 標(biāo)準(zhǔn) 7.5W 無(wú)線充電參考設(shè)計(jì)

方案特色：

·?單線圈，12V 供電

·?定頻調(diào)壓，支持 iPhone 快充

·?相容 Qi Ver1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)，A11

·?動(dòng)態(tài)功率可調(diào)

·?支持 7.5W 和 5W 功率輸出

·?金屬異物檢測(cè) ( FOD)

·?具有過(guò)溫、限流等保護(hù)功能

新唐相容 Qi 標(biāo)準(zhǔn) 15W 無(wú)線充電參考設(shè)計(jì)

方案特色：

·?單線圈，調(diào)頻，12V 供電

·?相容 Qi Ver1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)，MP-A2

·?支持 5W 和 15W 功率輸出

·?轉(zhuǎn)換效率 85% ( 15W ) / 76% ( 5W )

·?動(dòng)態(tài)功率調(diào)整

·?金屬異物檢測(cè) ( FOD )

·?具有過(guò)溫、限流等保護(hù)功能

·?Flash 容量富余，方便二次開發(fā)

MINI57FDE 微控制器以Arm? Cortex?-M0為核心，其內(nèi)建 RC 震蕩器，運(yùn)行速度高達(dá)48 MHz 。針對(duì)工業(yè)應(yīng)用高精準(zhǔn)控制需求， ADC 內(nèi)建兩組取樣保持電路 ( Sample and Holds ) 可以同時(shí)量測(cè)兩路類比訊號(hào)，并內(nèi)建一組8階可調(diào)整增益放大器 ( PGA ) ，可放大微小訊號(hào)，省去PCB板增加外部元件之成本。其16位高解析度 PWM 運(yùn)行速度高達(dá)48 MHz ，可以提供互補(bǔ)式輸出，帶死區(qū)控制，并且可以觸發(fā) ADC ，特別適用于家電與無(wú)線充電的開關(guān)控制。除了擁有高效能 PWM 之外，Mini57系列還包含一組12位 ADC ，可提供多通道控制，并內(nèi)建兩個(gè)類比比較器，作為電壓量測(cè)與比較使用，另SPROM提供一個(gè)獨(dú)立的安全加密執(zhí)行區(qū)域，以保護(hù)開發(fā)者的智慧財(cái)產(chǎn)權(quán)。MINI57FDE 之優(yōu)異特色使其特別適用無(wú)線充電、小家電、工業(yè)自動(dòng)化控制以及IoT相關(guān)應(yīng)用。