一種位置自由的低功耗無線充電系統(tǒng)電路設(shè)計

　　一套完整的無線充電系統(tǒng)包括TX 端和RX 端兩部分，無線充電的結(jié)構(gòu)類似于一個空心變壓器，能量傳輸通過線圈耦合的方式來實現(xiàn)。通常發(fā)射線圈及其驅(qū)動電路被安裝在一個充電板內(nèi)，接收線圈及其驅(qū)動電路則被嵌入到需充電的設(shè)備中，如智能手機等。能量傳輸?shù)男逝c線圈之間的距離、線圈對齊的程度、線圈方向、線圈材質(zhì)、磁場屏蔽、阻抗匹配、發(fā)射頻率及占空比等因素有關(guān)。其中，線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 個發(fā)射線圈陣列來擴展充電區(qū)域，以便獲得更好的充電效率及體驗。BQ500410A 以400 ms 的時間間隔依次使能3 個發(fā)射線圈，同時使能相應的COMM 反饋信號通路的模擬開關(guān)。BQ500410A 會尋找最強的COMM 反饋信號，然后驅(qū)動相應的發(fā)射線圈工作，以獲得最好的線圈匹配。因此，在同一時刻只有一個發(fā)射線圈是工作的，其他兩個發(fā)射線圈則處于待機狀態(tài)。為了減少電磁輻射，該無線充電系統(tǒng)還在收發(fā)兩端線圈的背部各增加了一塊鐵氧體隔磁片，使得能量傳輸?shù)膮^(qū)域被限制在了兩塊隔磁片之間，避免了無線充電系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的輻射對智能手機或其它設(shè)備帶來干擾。

　　通過增加TI的MSP430低功耗MCU配合 BQ500410A來實現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗。為了實現(xiàn)低功耗，一種最直接的方法是無負載時直接關(guān)斷電源使BQ50041A 完全關(guān)機。但是這樣做的話，包括充電狀態(tài)、錯誤狀態(tài)、操作模式及驅(qū)動引腳狀態(tài)信息等將會完全丟失。增加MSP430 后，BQ500410A 可以周期性的關(guān)機來節(jié)節(jié)省功耗，其喚醒信號由MSP430 來提供。同時，各種狀態(tài)信息也由MSP430 來保存，LED 狀態(tài)指示燈也由原先的BQ500410A 驅(qū)動變?yōu)橛蒑SP430 來驅(qū)動。如此一來，雖然系統(tǒng)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。

　　提出的無線充電系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)的單線圈方案充電區(qū)域小的問題，極大的提升了用戶體驗。因此，本文的方案具有更高的市場價值。此外，本文增加的低功耗電路能夠?qū)⒋龣C功耗從300 mW 降到90 mW，能夠更好的滿足一些低功耗設(shè)備的需求。