無(wú)線(xiàn)充電器技術(shù)和解決方案

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

　　自由定位是較好的發(fā)射器類(lèi)型，因為它使最終用戶(hù)能夠方便地進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電。有兩個(gè)子類(lèi)型來(lái)實(shí)現此功能。一個(gè)是移動(dòng)發(fā)射器線(xiàn)圈，另一個(gè)是發(fā)射器線(xiàn)圈矩陣。在第一種類(lèi)型中，當接收器放在發(fā)射器表面時(shí)，發(fā)射器通過(guò)移動(dòng)線(xiàn)圈與接收器線(xiàn)圈對齊，然后傳輸功率。在第二種類(lèi)型中，發(fā)射器線(xiàn)圈由線(xiàn)圈矩陣形成。當接收器放在發(fā)射器上時(shí)，將會(huì )激活接收器線(xiàn)圈周?chē)囊粋€(gè)或多個(gè)線(xiàn)圈，并向接收器傳輸功率。

　　功率發(fā)射器有一個(gè)DC或AC塊，例如，一個(gè)半橋連接至串聯(lián)諧振電路。Cp和Lp參數及輸入電壓因發(fā)射器不同而異。DC至AC開(kāi)關(guān)的工作頻率在110kHz時(shí)為正常，為控制功率可能會(huì )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(gè)通信塊以解調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備，其硬件設計比發(fā)射器更簡(jiǎn)化。通常包括四個(gè)部件：功率提取塊、全橋整流電路、電壓調節塊和通信控制塊。

　　功率提取塊由包括接收器線(xiàn)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，將接收波轉換為穩定電壓。電壓調節塊為DC至DC電路，將較高的接收電壓轉換為負載所需的電壓。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，以調節功率傳輸操作點(diǎn)或功率發(fā)射器的其他狀態(tài)。

　　開(kāi)放的溝通

　　在WPC標準中定義的發(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(guò)更改其阻抗(如電阻或電容)調節功率量，此操作將導致發(fā)射器線(xiàn)圈電流或線(xiàn)圈電壓定期改變。發(fā)射器可檢測線(xiàn)圈電流或線(xiàn)圈電壓變化，用于解調通信信息。該標準定義發(fā)射器線(xiàn)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(xiàn)圈電壓。分別為15mA和200mV。

　　WPC標準還定義通信中的數據格式。在每次數據傳輸中，將傳輸一個(gè)數據包。一個(gè)數據包由一個(gè)用于位同步的前同步碼(11位以上1)、指明數據包類(lèi)型的一字節消息頭、消息信息(1~27字節)和一個(gè)檢驗和字節組成。一個(gè)數據字節為11位串行格式。此格式由一個(gè)位起始位、八個(gè)數據位、一個(gè)校驗位和一個(gè)位停止位組成。起始位為零。數據位的順序從最低有效位開(kāi)始。校驗位為奇數，停止位為一。數據位采用差分雙相碼編碼，其速度為2Kbps。數據格式如圖7所示。

　　功率傳輸系統控制

　　從功率發(fā)射器到功率接收器的功率傳輸包括WPC標準中定義的四個(gè)階段。它們是選擇階段、Ping階段、標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(guò)許多方法實(shí)現此功能。如果功率發(fā)射器檢測到一個(gè)或多個(gè)物體，它應嘗試找到這些物體并區分潛在功率接收器和異物。在某種情況下，功率發(fā)射器應嘗試選擇一個(gè)主單元和一個(gè)功率接收器用于功率傳輸。如果功率發(fā)射器選擇一個(gè)主單元和一個(gè)功率接收器，則應進(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(shí)間超時(shí)，則將進(jìn)入待機工作模式。