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【Techweb】一项可以减少工业废弃物的技术 : 无线供电

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2024-3-29
发表于 2019-1-25 13:40:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
关键词:无线供电 电力传输 USBPD 减少充电器


  • 这种可以“减少工业废弃物”的电源技术是怎样的技术呢?

是无线供电技术。现如今平板电脑和智能手机等移动设备的数据传输,采用无线方式已经变得司空见惯。然而在电力传输方面,主要通过以AC/DC适配器为主的充电器等有线方式进行,例如USB充电等。无线供电技术之所以备受瞩目,是因为使用该技术给移动设备充电时不再需要使用电源线,这非常有助于提高设备连接器的安全性、防水性以及防尘性,不仅如此,由于使用一台供电设备可以给各种各样的设备供电,从而可以告别一台设备配一个充电器的时代,由此可以减少充电器的数量,这将非常有助于环境保护。


  • 我想苹果公司已经宣布支持无线充电。另外,我们也能感觉到无线充电用的可选设备也正在增多。

如今,为了推广无线供电,相关业界团体正在致力于国际化标准的制定。以欧美国家为中心,无线供电已经应用于智能手机,同时在宾馆、机场候机厅、快餐店、汽车等公共设施领域的应用也日益普及。


  • 我认为共享1台供电装置这点会成为标准化规定的,那么请问都有哪些标准呢?

目前主要的标准是由两个团体组织制定的3个标准。最早颁布的是“Qi”国际标准,是由WPC(Wireless Power Consortium)这个组织制定并推行的标准。Qi发音为“气”。另外两个标准是由AirFuel Alliance这个组织制定的。实际上,AirFuel是由PMA、Power Matters Alliance、A4WP及Alliance for Wireless Power合并而成的联盟组织。目前正在推广两个不同的标准,即原PMA标准、现在的AirFuel Inductive电磁感应标准和原Rezence标准、现在的AirFuel Resonant磁共振标准。另外,现在很多场合也使用旧标准名称,所以稍微有些混乱。

顺便提一下,关于您刚才提到的苹果公司的情况,还有很多信息是不确定的,比如iPhone8支持Qi标准。与此同时,相关元器件、设备制造商及服务商应该满足哪个标准还处于不确定阶段,标准方面也还在朝提高功率方向制定中。就ROHM而言,ROHM已经成为WPC的正式成员,从WPC的Qi标准制定阶段开始就参与其中,并正在率先推动结合市场需求的产品开发。


  • ROHM都有哪些产品呢?

目前无线供电控制IC有接收端(终端)的BD57011AGWL、BD57015GWL和发射端(供电端)的BD57020MWV、BD57021MWV。这些产品均满足WPC Qi Ver.1.2标准。

另外,配置这些IC的参考板也已开始销售。发射端的BD57020MWV-EVK-001和接收端的BD57015GWL-EVK-001是截至2016年3月业界最早取得WPC Qi标准中等功率Qi认证的参考板。


  • 那么接下来请您具体介绍一下无线供电控制IC。

首先来看一下现有的产品阵容和产品所支持的标准。这样会更容易理解接下来的内容。

1.png


所支持的标准版本都是最新版本。BPP是Baseline Power Profile的简称,也被称为“低功率标准”,是5W以下的标准。EPP是Extended Power Profile的简称,是15W以下中等功率的标准。BD57015GWL和BD57020MWV同时满足了低功率和中等功率两种标准的要求。


  • 这么说来,ROHM是拥有支持5W以下和支持15W以下的接收端/发射端的产品阵容是吗?

是的。在这里介绍一下其中满足WPC Qi标准中等功率(EPP)标准的芯片组BD57015GWL和BD57020MWV。

该芯片组不仅满足5W的低功率标准,还满足3倍高的15W中等功率标准,实现了与有线同等的充电功率。不仅支持智能手机充电,还支持平板电脑等10W级应用的无线充电。右图是BD57015GWL和BD57020MWV的系统构成示意图。电力通过电磁感应从发射端输送到接收端。基本上与变压器的原理相同。

2.jpg


  • 关于接收端的BD57015GWL,方框图的数据包(Packet)生成电路处写着不仅支持Qi标准,还支持PMA标准。前面的表格中也是这样的,能给我们具体说明一下吗?

BD57015GWL还支持PMA标准,也就是现在的AirFuel Inductive标准,配置双模通信功能,已实现WPC Qi中等功率和5W的PMA之间自动切换。这样就实现了无论使用哪种标准的充电器都可以充电的终端。


  • 发射端的构成中,除BD57020MWV外,还需要微控制器和驱动电路是吗?

是的。微控制器作为控制器是必要部件。这款微控制器是ROHM集团旗下蓝碧石半导体的ML610Q772,为了使配套产品满足Qi标准要求,出厂前就已预装了固件。写着“驱动电路”的部分,是由MOSFET组成的半桥或全桥的电源电路,是用来驱动线圈的电路。MOSFET的栅极驱动由BD57020MWV进行。


  • 还有其他的特点吗?

还配置了异物检测功能FOD(Foreign Object Detection)。发射器和接收器之间如果有回形针等金属物体,可能会因金属发热导致外壳变形或灼伤。为了提高安全性能,Qi标准中要求必须配置FOD功能。另外,产品中还内置了过电压保护、过电流保护、过热保护、防止低电压误动作等保护电路。


  • 明白了。接下来请您介绍一下参考板。

参考板有两种,即发射端的BD57020MWV-EVK-001和接收端的BD57015GWL-EVK-001,通过参考板的名称应该就能想象出分别是由BD57020MWV和BD57015GWL组成的。参考板已经取得了WPC Qi中等功率的Qi标准认证,因此与其他已经取得Qi认证的产品是兼容的。使用这些参考板,可以进行各种试验和验证。

关于参考板的更详细信息和参考设计的相关信息,官网中有详细介绍,欢迎点击查阅。另外,参考板还可通过网售平台购买。

3.jpg


  • 最后请您总结一下,谢谢。

无线供电由于不再需要电源线,具有可消除连接器相关问题的优点,同时,由于一台供电装置可用于各种设备,从可减少充电器数量的角度看,还非常有助于降低环境负荷。另外,随着标准的扩展,充电功率越来越大,已经从5W级的智能手机级别发展到10W级的平板电脑级别,预计充电功率还会进一步提高。这种扩展使更多设备的无线充电成为可能,有望进一步降低环境负荷。

4.gif


右图表示WPC Qi标准的扩展和ROHM的开发路线图。ROHM积极加入标准组织等,提前捕捉未来市场走势,推动开发满足客户需求、且节能、环保的产品,为解决全球共同面临的课题而贡献力量。

原文链接:http://micro.rohm.com.cn/techweb/tech-info/engineer/7639?utm_medium=cpc&utm_source=(banneradvertisement)&utm_campaign=CN_(MICRO)_EEFOCUS
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