Path: EDNTaiwan電子技術設計 >> 設計中心 >> 電源/智慧型能源 >> 將符合 Qi 標準的無線電源解決方案應用於低功耗可佩戴產品
電源/智慧型能源 Share print

將符合 Qi 標準的無線電源解決方案應用於低功耗可佩戴產品

2014年09月15日  | Bill Johns, Kalyan Siddabattula, Upal Sengupta

Share this page with your friends

智慧手錶、健身腕帶(fitness wrist band)以及耳機等眾多低功耗穿戴式裝置已紛紛推向市場(圖 1)。這類全新系列的電子產品將有望在未來幾年獲得快速的增長和發展。這些產品的典型特徵是小巧輕薄、形狀各異,而且工業設計也可謂千變萬化。所用電池容量從 100mAh 到 300mAh 不等,因而對充電速率的要求也各不相同。


圖1. 內嵌無線充電的智慧手表(圖片經 Secret Labs. LLC 同意後使用)
圖1. 內嵌無線充電的智慧手表(圖片經 Secret Labs. LLC 同意後使用)。

這類設備充電的傳統方式是使用插頭-插孔式(plug-and-jack style)連接器或micro-USB 連接器。但即便是這些相對較小的連接器對於一些新推出的超薄穿戴式應用來說也顯得太大了。對於戶外穿戴環境來說,連接器的髒汙是一個更為嚴重的問題。


為了解決上述問題,無線充電方案應運而生,為設計人員提供了更豐富的選擇。適用於 Qi 標準(由 WPC 制定)的現有半導體裝置經過簡單調整,就可用於這種低功耗應用。該技術使用兩個平面線圈穿過密封外殼傳輸電源。對於低功耗穿戴式裝置而言,體積小、厚度薄的低功耗接收器線圈可以輕鬆安裝在外殼的背面或腕帶內。符合 Qi 標準的裝置為成熟解決方案,能縮短開發時間,同時產品還能得到現有 WPC 基礎設施的支援。


符合 Qi 標準的無線電源系統

典型的無線電源系統(圖 2)在可攜式設備中有一個接收器(Rx),能為電池充電提供能源。發送器(Tx)位於固定基座中,可連接牆壁上的電源。發送器的輸入電源可轉換成 AC,然後在發送器線圈與接收器線圈靠近時,經發送器線圈磁耦合至接收器線圈。接收器的輸出電壓通常為 5V,電流可達 1A,用於為可攜式設備中的電池充電器 IC 提供輸入電源。


圖2. 符合Qi標準的系統方塊圖
圖2. 符合Qi標準的系統方塊圖。

該系統中的發送器工作受接收器晶片控制。接收器晶片透過同一磁耦合路徑發回數位通訊封包達到回饋。符合 Qi 標準的接收器使用負載調製透過兩個線圈以數據封包的方式發送資訊,實現與發送器的通訊。發送器線圈電壓和電流能以 2KHz 頻率進行調變,經發送器解碼後可用於控制。接收器可向發送器發送多種類型的封包,以實現控制和通訊目的。此外,通訊損耗會導致電源傳輸中斷。


Qi 標準的「識別和配置」命令封包對確保只向正確的設備傳輸電源非常有用,可避免發生潛在的危險狀況。此外,“充電完成”和“終止電源傳輸”命令封包也非常實用,可在電池充電完成時終止電源傳輸,或在其它狀況要求終止電源傳輸時即終止電源傳輸(參考文獻1)。這些特性可確保在採用眾所皆知的現有標準基礎上實現發送器和接收器之間的安全電源傳輸。


(未完,請參閱下頁更多內文及附圖)


1 • 2 • 3 • 4 • 5 Next Page Last Page


想要免費接收更多的技術設計資訊嗎?

馬上訂閱《電子技術設計》郵件速遞,透過郵箱輕鬆接收最新的設計理念和產品新聞。

為確保您的資訊安全,請輸入右方顯示的代碼.

啟動您的訂閱申請

我們已給您的註冊郵箱發送了確認信,請點擊信中的連結啟動您的訂閱申請。

這將有助於我們很好地保護您的個人隱私同時確保您能成功接收郵件。


添加新評論
遊客 (您目前以遊客身份發表,請 登入 | 註冊)
*驗證碼:

新聞 | 產品 | 設計實例