淺析在Qi標(biāo)準(zhǔn)下設(shè)計(jì)的5W無(wú)線電源設(shè)計(jì)

　　在一般的無(wú)線電源系統(tǒng)中，充電循環(huán)可在使用者夜間就寢時(shí)開(kāi)始，而且充電一般大約持續(xù)兩小時(shí)。一旦充電完成時(shí)，按照WPC通訊協(xié)定的定義，接收器即可指示終止供電給發(fā)送器，以便發(fā)送器能進(jìn)入低功耗的待機(jī)模式。接收器只能透過(guò)偵測(cè)輸出電流低于特定閾值的方式，偵測(cè)雙接點(diǎn)解決方案終止。雖然這種方法能使發(fā)送器進(jìn)入待機(jī)模式，缺點(diǎn)是供應(yīng)電流是系統(tǒng)電流與充電電流的總和。

　　三接點(diǎn)配件加入控制訊號(hào)

　　三接點(diǎn)解決方案是在雙接點(diǎn)解決方案的基礎(chǔ)上，在無(wú)線電源及接地之外加入控制訊號(hào)。由行動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的無(wú)線電源接收器所提供的輸入控制訊號(hào)，使行動(dòng)裝置內(nèi)部的充電器偵測(cè)充電何時(shí)應(yīng)終止，并且向接收器通知此情況。接收器即可向發(fā)送器傳達(dá)終止電源，使其進(jìn)入低功耗的待機(jī)模式。由于行動(dòng)裝置是由電池持續(xù)供電，因此可在不定時(shí)向無(wú)線接收器確認(rèn)終止，以便整個(gè)充電週期的發(fā)送器整體耗電量保持在相當(dāng)?shù)偷某潭?。此外，發(fā)送器可使用接收器的終止電源資訊，讓使用者知道充電已終止，例如藉由發(fā)光二極體（LED）燈號(hào)。這種方法確定終止情況的準(zhǔn)確度也高于雙接點(diǎn)解決方案。

　　四接點(diǎn)配件方案提供選項(xiàng)最多

　　四接點(diǎn)解決方案所提供的選項(xiàng)，遠(yuǎn)比前述的任何解決方案多。其中一個(gè)選項(xiàng)是提供兩個(gè)控制訊號(hào)輸入，一個(gè)訊號(hào)用于向發(fā)送器通知終止。另一個(gè)訊號(hào)用于通知行動(dòng)裝置出現(xiàn)故障情況。

　　圖2顯示另一種四接點(diǎn)實(shí)作。在此情況下，外部轉(zhuǎn)接器可以是裝置接收器的輸入，而且接收器單結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)電晶體（FET）閘極驅(qū)動(dòng)訊號(hào)，可從接收器輸出，并連接行動(dòng)裝置。如此一來(lái)，接收器即可偵測(cè)轉(zhuǎn)接器，并關(guān)閉無(wú)線電源發(fā)送器，然后將轉(zhuǎn)接器電壓直接施加于接收器。以下各段將詳細(xì)說(shuō)明轉(zhuǎn)接器多工器架構(gòu)。

　　行動(dòng)裝置電源多工器架構(gòu)剖析

　　市場(chǎng)開(kāi)始出現(xiàn)無(wú)線電源配件時(shí)，有線轉(zhuǎn)接器連接埠將與無(wú)線電源輸入同時(shí)并存，需要在無(wú)線及有線電源供應(yīng)之間使用電源多工器，圖3顯示電源多工器架構(gòu)范例。這種方法運(yùn)用接收器配件偵測(cè)接收器電壓（AD），并在接收器電壓出現(xiàn)時(shí)提供閘極驅(qū)動(dòng)（AD_EN）。FET必須以背對(duì)背（Back-to-Back）配置接線，才能在開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)阻絕逆向及正向傳導(dǎo)。如果有轉(zhuǎn)接器，無(wú)線電源接收器即停用電源傳輸，并透過(guò)轉(zhuǎn)接器電源將閘極驅(qū)動(dòng)保持啟動(dòng)。這種方法需要配件與行動(dòng)裝置之間四個(gè)接腳的介面（無(wú)線電源、AD、AD_EN及GND）。

　　圖3 單一背對(duì)背FET的電源供應(yīng)多工選項(xiàng)

　　為減少電源供應(yīng)配件與行動(dòng)裝置之間所需的接腳數(shù)，可運(yùn)用自動(dòng)電源多工器。圖4顯示這類架構(gòu)，其中不再需要AD及AD_EN連線。透過(guò)VSNS連線可優(yōu)先使用有線電源路徑，如果在VSNS偵測(cè)到電壓，啟用有線電源路徑，否則將啟動(dòng)無(wú)線電源路徑。若要使接收器電子裝置偵測(cè)轉(zhuǎn)接器連接埠，終止無(wú)線電源傳輸，必須監(jiān)視電源的輸出電流。藉由監(jiān)視輸出電流，即可在無(wú)線電源路徑開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，偵測(cè)真正的輕載，例如接近零輸出電流，接收器會(huì)將指令傳送至發(fā)送器，以終止電源傳輸。

　　圖4 運(yùn)用自動(dòng)切換的電源供應(yīng)多工選項(xiàng)

　　電池組配件整合電子裝置/接收器線圈