大范圍區域無(wú)線(xiàn)充電解決方案

　　圖1 無(wú)線(xiàn)充電系統框圖

　　本文采用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400ms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。

　　1.3 FOD和PMOD

　　外部物體檢測(FOD)和寄生金屬檢測(PMOD)是本文設計方案的另一大特點(diǎn)。金屬物體處在交流磁場(chǎng)中會(huì )產(chǎn)生渦流，因此處于安全考慮，需實(shí)時(shí)檢測TX端和RX端之間是否存在外部物體及寄生金屬。系統工作時(shí)，BQ500410A實(shí)時(shí)監測輸入電壓及輸入電流并計算輸入功率。同時(shí)，BQ51013B也會(huì )實(shí)時(shí)監測充電電壓及充電電流，并將輸出功率通過(guò)通信協(xié)議反饋給BQ50041A.BQ50041A可以通過(guò)電阻配置損耗閾值，如果輸入功率與輸出功率之間的差值大于此損耗閾值，則BQ50041A會(huì )報警并中止能量傳輸。

　　1.4 低功耗

　　本文通過(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300mW降低到90mW左右。

　　圖2 低功耗電路

　　2. 結束語(yǔ)

　　本文提出的無(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300mW降到90mW,能夠更好的滿(mǎn)足一些低功耗設備的需求。