基于QI协议的无线充电器的设计

('基于QI协议的无线充电器的设计【摘要】通过对无线充电三种方式的研究，选择QI协议作为本设计的设计方式。主芯片选用了TI系列的无线充电芯片，用符合WPC1.1标准的无线电源发送器管理器bq500211a作为发射芯片，用符合Qi（WPC）标准的高度集成的次级侧直充式锂离子充电器bq51050b作为接收部分，完成了无线充电器的设计。【关键词】QI;无线充电;TI;bq500211aAbstract：Bystudyofthreewaysofwirelesscharger，thedesignoftheapplicationisbasedonQIprotocol.TI”swirelesschargingchipisSelectedasmainchip.UsingTI”sbq500211aastheemissionchiptomeettheWPC1.1standardofWirelesspowertransmittermanager，andUsingTI’sbq51050basthereceivingparttomeetthestandardoflithiumionchargerofhighlyintegratedstraighttypesecondaryside，completedthewirelesschargerdesigns.Keywords：Qi;wirelesscharging;TI;bq500211a1.引言無线电力传输几乎与无线电波同时产生，但由于社会的需要，尤其是战争中对无线通信的迫切需要，无线电波迅速发展起来，也可以用来传输能量，所以无线电力传输也迅速发展起来，目前这已是发展较为成熟的一种技术。QI是世界上第一个推出无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟推出的“无线充电”的标准，该标准具有两大特点，即：简便、通用。只要把符合QI标准的电子设备放在无线充电器上就可以进行充电了，所以很简便;而通用是指只要是符合QI标准的电子设备都可以使用QI的充电器。2.具体方案的确定无线电源系统包括充电板和接收器。充电板和接收器接触时，两个器件中的线圈通过磁力作用耦合;电力通过耦合的电感器从发送器传输至接收器，控制传输电量的方法是向主器件发送反馈通信（错误信号）以提高或降低电量。TI提供支持WPCQi规范且不断扩展的无线电源发送器和接收器系列。bq510211A符合WPC1.1标准的无线电源发送器管理器，bq51050b是符合Qi（WPC）标准的高度集成的次级侧直充式锂离子充电器，集成了锂离子充电部分，可大大降低开发难度。所以选择了bq510211a与bq51050b组成该系统方案。3.电路的设计3.1发射芯片BQ500211Abq500211A是第二代数字无线电源控制器，此控制器集成了控制到一个单WPC兼容接收器的无线电源传输所需的全部功能。它与WPC1.1标准兼容并设计用于5V系统，被用作一个WPC类型A5发送器。3.2电源部分整个电路的供电是5V电源，而BQ500211A的工作电压为3.3V，并且要求有数字和模拟电源。电源芯片用的是TLV71333，TLV71333低压降（LDO）线性稳压器是具有出色线路和出色线耗敏感应用，电路中将EN与IN接在一起，则TLV71333一直保持工作状态;3.3BQ500211a外围电路部分在本设计中采用了BQ500211A低耗能模式，为此引脚MSP_MOSI/LPWR_EN引脚通过10K的R4接地，不需要与MSP微处理器连接，所以引脚PMB_CLK、PMB_DATA通过10K的电阻R5、R6接到3V3_VCC，外来物体检测（FOD）和寄生金属检测（PMOD）通过与接收系统的通信来获得实际接收到多少能量，引脚LOSS_THR与引脚FOD或PMOD间电阻可以用来选择允许损失能量的最大值。3.4功率级电路BQ500211A内部的AC-DC模块产生振荡信号，驱动器的移相全桥是是由两个双半桥驱动器组成，其中csd17308q2为30V的N沟道的MOSFET，tps28225为高频率的4A同步MOSFET驱动器;为了大大减少无功功率，将一电容串联在线圈上;经测量线圈的电感为10.5uH，根据QI标准的建议选择了400nF的电容，在实际电路中使用了4个100nF的电容来等效。4.调试与测试4.1初步测试初步整体测试。当处于待机状态下时，充电器会每隔400ms发出一段振荡信号，以检测是否有接收装置，若有则进行充电，否则继续睡眠。测试结果：每隔400ms系统就产生一组振荡信号，用以检测是不有充电设备，说明系统工作正常。4.2最终测试这一测试中用符合QI标准的平板电脑进行测试，将平板电脑置于充电线圈之上。真机测试结果如图1所示：图1真机测试结果测试结果：图1中显示“正在充电（无线）”，说明系统工作正常。参考文献[1]贾旭平.无线充电的主流技术电源技术[M].2013（7）.[2]董生玉，杜成虎，孙蒋平，申志刚.无线充电用软磁铁氧体材料[M].磁性材料用器件.2012（6）.[3]陈炜峰，朱美杰，郭海军，刘俊栋.电磁屏蔽对无线充电系统的影响分析[J].南京信息工程大学学报（自然科学版）.2013（2）.[4]Siamak，Bastami.磁感应或磁共振，哪个更适合于无线充电[M].电子产品世界.2013（6）.[5]PowerbyProxi公司.PowerbyProxi新综合智能手机无线充电解决方案[M].电子技术应用2013（2）.[6]徐顺刚，钏其水，朱仁江.动力电池均衡控制策略研究[J].电机与控制学报.2012（2）.感谢您的阅读！',)