淺析在Qi標(biāo)準(zhǔn)下設(shè)計的5W無線電源設(shè)計

　　在一般的無線電源系統(tǒng)中，充電循環(huán)可在使用者夜間就寢時開始，而且充電一般大約持續(xù)兩小時。一旦充電完成時，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。接收器只能透過偵測輸出電流低于特定閾值的方式，偵測雙接點解決方案終止。雖然這種方法能使發(fā)送器進(jìn)入待機(jī)模式，缺點是供應(yīng)電流是系統(tǒng)電流與充電電流的總和。

　　三接點配件加入控制訊號

　　三接點解決方案是在雙接點解決方案的基礎(chǔ)上，在無線電源及接地之外加入控制訊號。由行動裝置驅(qū)動的無線電源接收器所提供的輸入控制訊號，使行動裝置內(nèi)部的充電器偵測充電何時應(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。由于行動裝置是由電池持續(xù)供電，因此可在不定時向無線接收器確認(rèn)終止，以便整個充電週期的發(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。這種方法確定終止情況的準(zhǔn)確度也高于雙接點解決方案。

　　四接點配件方案提供選項最多

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

　　圖2顯示另一種四接點實作。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)型場效應(yīng)電晶體（FET）閘極驅(qū)動訊號，可從接收器輸出，并連接行動裝置。如此一來，接收器即可偵測轉(zhuǎn)接器，并關(guān)閉無線電源發(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)說明轉(zhuǎn)接器多工器架構(gòu)。

　　行動裝置電源多工器架構(gòu)剖析

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

　　圖3 單一背對背FET的電源供應(yīng)多工選項

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

　　圖4 運用自動切換的電源供應(yīng)多工選項

　　電池組配件整合電子裝置/接收器線圈