大范圍區(qū)域無線充電解決方案

　　圖1 無線充電系統(tǒng)框圖

　　本文采用3個(gè)發(fā)射線圈陣列來擴(kuò)展充電區(qū)域，以便獲得更好的充電效率及體驗(yàn)。BQ500410A以400ms的時(shí)間間隔依次使能3個(gè)發(fā)射線圈，同時(shí)使能相應(yīng)的COMM反饋信號(hào)通路的模擬開關(guān)。BQ500410A會(huì)尋找最強(qiáng)的COMM反饋信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的發(fā)射線圈工作，以獲得最好的線圈匹配。因此，在同一時(shí)刻只有一個(gè)發(fā)射線圈是工作的，其他兩個(gè)發(fā)射線圈則處于待機(jī)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(shí)產(chǎn)生的輻射對(duì)智能手機(jī)或其它設(shè)備帶來干擾。

　　1.3 FOD和PMOD

　　外部物體檢測(cè)(FOD)和寄生金屬檢測(cè)(PMOD)是本文設(shè)計(jì)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(cè)TX端和RX端之間是否存在外部物體及寄生金屬。系統(tǒng)工作時(shí)，BQ500410A實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入電壓及輸入電流并計(jì)算輸入功率。同時(shí)，BQ51013B也會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電電壓及充電電流，并將輸出功率通過通信協(xié)議反饋給BQ50041A.BQ50041A可以通過電阻配置損耗閾值，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(bào)警并中止能量傳輸。

　　1.4 低功耗

　　本文通過增加TI的MSP430低功耗MCU配合BQ500410A來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗。為了實(shí)現(xiàn)低功耗，一種最直接的方法是無負(fù)載時(shí)直接關(guān)斷電源使BQ50041A完全關(guān)機(jī)。但是這樣做的話，包括充電狀態(tài)、錯(cuò)誤狀態(tài)、操作模式及驅(qū)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(jī)來節(jié)節(jié)省功耗，其喚醒信號(hào)由MSP430來提供。同時(shí)，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(dòng)變?yōu)橛蒑SP430來驅(qū)動(dòng)。如此一來，雖然系統(tǒng)的復(fù)雜度及成本提高了，但是待機(jī)功耗由原先的300mW降低到90mW左右。

　　圖2 低功耗電路

　　2. 結(jié)束語

　　本文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(yàn)。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?qū)⒋龣C(jī)功耗從300mW降到90mW,能夠更好的滿足一些低功耗設(shè)備的需求。