深挖无线充电潜能，这些点你都得知道

咖啡店之类的连锁企业也很热衷于提供无线充电设施来吸引以往只是想喝点东西的客户，现在他们也需要一个快速的"电能小点（power snack）"为他们的移动设备充电。这种趋势已经被星巴克所证实。星巴克在2014年6月宣布与Duracell Powermat一起合作在美国全国范围内的店铺部署无线充电台，并在旧金山湾区首先开始。移动网络运营商也对无线充电表现出很大的兴趣。在世界移动通信大会（Mobile World Congress）上，一个著名的运营商在其展台各处安装了无线充电点，这些方便的设施可确保其团队成员能够在整个展会期间连续使用他们的移动设备。

　　克服下一个障碍

　　IHS Technology在其发布的无线充电报告（Wireless Power Report）中指出，一些顶级的移动设备品牌已经开始把功率接收器技术直接集成到智能手机，或者集成到能单独购买的可更换电池盖内。例如，LG公司的旗舰产品G3目前已经包括由IDT 公司IDTP9025芯片支持的无线功率接收器技术。这样通过去除一个笨拙的充电套筒，就克服了普遍接受无线充电过程中的一个主要障碍。移动设备用户不喜欢以额外的重量和尺寸等劣势来换取无线充电功能。就无线充电台而言，手机供应商可能在未来的产品包装中包括一个充电台，在任何其他需要提供无线充电的地点，还需要多个充电台。

　　移动设备制造商、汽车制造商、家具制造商和其他领域的企业能否广泛集成无线充电功能的关键是成本。接收器和发射器组合的成本必须下降到显著低于80-100元美元的早期售后市场系统水平。

　　早期售后市场无线充电系统的高复杂性主要导致了这些产品较高的零售价格。一个适用于充电台具有A1型磁导（magnetically-guided）单线圈功率的发射器包含90个单独的零部件，其中包括9颗IC。这些组件是必需的，不仅用来处理从发射器传送到接收器的能量，而且还要使通信符合WPC或PMA规范来设置和控制无线充电过程，并提供异物检测（FOD ）等功能。可靠的FOD是无线充电中保持消费者信心的关键，用户需要确信在触摸充电台或即使在充电台附近存在金属物体都不会有安全风险，系统中不希望的电磁辐射（EMI）也必须最小化。

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　　本文选自电子发烧友2月份《电源技术特刊》，转载请注明出处！

　　集成是关键

　　现在，一个单一的高集成度IC能够实现所有这些功能，可使一个典型的发射器或接收器所需的元件数量显著降低，如图1所示。这使得制造商显著降低物料清单成本，并且简化设计，使装配更加简单。

　　图2：以单芯片发射器和接收器IC集成实现的无线充电系统功能模块图。

　　在一个WPC兼容无线充电系统中，在发射器端的半桥或全桥逆变器把施加的直流电压变换为交流电流后流经线圈，单线圈A1、A5或A11型，以及三线圈A6型等各种线圈配置均可适用。交流电流会在接收器线圈感应出交流电压，接收器中包含有一个同步全桥整流器，可将该交流电压转换成直流电压，然后该直流电压采用一个DC/DC开关稳压器或低压差（LDO）线性稳压器进行调节。

　　IDT公司拥有一系列高集成度发射器和接收器IC，可以支持多种线圈配置、逆变器架构、发射器端输入电压范围、以及各种接收器架构，可以选择采用一个开关稳压器或LDO稳压器，以及选择一个集成式状态机（state machine）或微控制器。

　　在这些器件中，支持Qi A1/ A10低功率规范解决方案的IDTP9030是IDT公司的第一代产品，也是世界上第一个支持单芯片无线充电发射器设计的IC。使用IDTP9030或者IDT公司第二代支持A5/All线圈配置应用的器件IDPT9038，可以最大限度地减少对于额外的外部元件的需求，如图3所示。

　　图3：单芯片IDTP9038发射器IC在A5/ A11线圈配置中最大限度地减少芯片和外部无源组件数量。

　　IDTP9038集成的一个高效全桥逆变器可支持A5/A11 WPC线圈配置，并可将输入的直流电压转换成交流的线圈电流。IDTP9038还拥有调制器/解调器模块，可以检测、解调和解码WPC兼容的通信分组包。IDTP9038另外集成有一个RAM / ROM微控制器，可执行输入的解码分组包，并调整工作点，使发射功率调整匹配至接收器。IDTP9038具有多种工作模式，可支持WPC和PMA标准以及客户专有协议，通过动态检测和协议之间的切换可使无线功率传输具有最大的灵活性。

此单芯片发射器IC IDTP9038还实现了IDT公司的多层FOD，确保用户不会被暴露在例如金属物体被放置在充电台上造成的温度过高等不安全条件下。多层FOD技术涵盖并检测所有的应用场景，例如电话在充电之前充电台上被放置了一个金属物体，或者金属物体粘在手机背面，或者充电时在手