一種位置自由的低功耗無(wú)線(xiàn)充電系統電路設計

　　一套完整的無(wú)線(xiàn)充電系統包括TX 端和RX 端兩部分，無(wú)線(xiàn)充電的結構類(lèi)似于一個(gè)空心變壓器，能量傳輸通過(guò)線(xiàn)圈耦合的方式來(lái)實(shí)現。通常發(fā)射線(xiàn)圈及其驅動(dòng)電路被安裝在一個(gè)充電板內，接收線(xiàn)圈及其驅動(dòng)電路則被嵌入到需充電的設備中，如智能手機等。能量傳輸的效率與線(xiàn)圈之間的距離、線(xiàn)圈對齊的程度、線(xiàn)圈方向、線(xiàn)圈材質(zhì)、磁場(chǎng)屏蔽、阻抗匹配、發(fā)射頻率及占空比等因素有關(guān)。其中，線(xiàn)圈之間的距離及對齊程度對傳輸效率有極大的影響。

　　電路原理：采用3 個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈陣列來(lái)擴展充電區域，以便獲得更好的充電效率及體驗。BQ500410A 以400 ms 的時(shí)間間隔依次使能3 個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈，同時(shí)使能相應的COMM 反饋信號通路的模擬開(kāi)關(guān)。BQ500410A 會(huì )尋找最強的COMM 反饋信號，然后驅動(dòng)相應的發(fā)射線(xiàn)圈工作，以獲得最好的線(xiàn)圈匹配。因此，在同一時(shí)刻只有一個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈是工作的，其他兩個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈則處于待機狀態(tài)。為了減少電磁輻射，該無(wú)線(xiàn)充電系統還在收發(fā)兩端線(xiàn)圈的背部各增加了一塊鐵氧體隔磁片，使得能量傳輸的區域被限制在了兩塊隔磁片之間，避免了無(wú)線(xiàn)充電系統工作時(shí)產(chǎn)生的輻射對智能手機或其它設備帶來(lái)干擾。

　　通過(guò)增加TI的MSP430低功耗MCU配合 BQ500410A來(lái)實(shí)現系統的低功耗。為了實(shí)現低功耗，一種最直接的方法是無(wú)負載時(shí)直接關(guān)斷電源使BQ50041A 完全關(guān)機。但是這樣做的話(huà)，包括充電狀態(tài)、錯誤狀態(tài)、操作模式及驅動(dòng)引腳狀態(tài)信息等將會(huì )完全丟失。增加MSP430 后，BQ500410A 可以周期性的關(guān)機來(lái)節節省功耗，其喚醒信號由MSP430 來(lái)提供。同時(shí)，各種狀態(tài)信息也由MSP430 來(lái)保存，LED 狀態(tài)指示燈也由原先的BQ500410A 驅動(dòng)變?yōu)橛蒑SP430 來(lái)驅動(dòng)。如此一來(lái)，雖然系統的復雜度及成本提高了， 但是待機功耗由原先的300 mW 降低到90 mW 左右。

　　提出的無(wú)線(xiàn)充電系統解決了傳統的單線(xiàn)圈方案充電區域小的問(wèn)題，極大的提升了用戶(hù)體驗。因此，本文的方案具有更高的市場(chǎng)價(jià)值。此外，本文增加的低功耗電路能夠將待機功耗從300 mW 降到90 mW，能夠更好的滿(mǎn)足一些低功耗設備的需求。