新唐Qi标准的无线充电方案 5W--15W无线充电参考设计分享

无线充电技术（英文：Wireless charging technology；Wireless charge technology ）源于无线电能传输技术，可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式。

小功率无线充电常采用电磁感应式，如对手机充电的Qi方式，大功率无线充电常采用谐振式（大部分电动汽车充电采用此方式）由供电设备（充电器）将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。 由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。

电磁感应式

初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的充电解决方案就采用了电磁感应，事实上，电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感，中国本土的比亚迪公司，早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利，就使用了电磁感应技术。

磁场共振

由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量，是目前正在研究的一种技术，由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到50cm，还无法实现商用化，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降。

无线电波式

这是发展较为成熟的技术，类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。

主流的无线充电标准有五种：Qi标准、Power Matters Alliance(PMA)标准、Alliance for Wireless Power(A4WP)标准、iNPOFi技术、Wi-Po技术。

1、Qi标准

Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织--无线充电联盟(Wireless Power ConsorTIum,简称WPC)推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。首先，不同品牌的产品，只要有一个Qi的标识，都可以用Qi无线充电器充电。其次，它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈，在不久的将来，手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。

市场比较主流的无线充电技术主要通过三种方式，即电磁感应、无线电波、以及共振作用，而Qi采用了最为主流的电磁感应技术。在技术应用方面，中国公司已经站在了无线充电行业的最前沿。据悉，Qi在中国的应用产品主要是手机，这是第一个阶段，以后将发展运用到不同类别或更高功率的数码产品中。

2、Power Matters Alliance标准

Power Matters Alliance标准是由Duracell Powermat公司发起的，而该公司则是由宝洁与无线充电技术公司Powermat合资经营，拥有比较出色的综合实力。除此以外，Powermat还是Alliance for Wireless Power(A4WP)标准的支持成员之一。

已经有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了PMA联盟(Power Matters Alliance缩写)。PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的手机和电子设备，打造无线供电标准，在无线充电领域中具有领导地位。

Duracell Powermat公司推出过一款WiCC充电卡采用的就是Power Matters Alliance标准。WiCC比SD卡大一圈，内部嵌入了用于电磁感应式非接触充电的线圈和电极等组件，卡片的厚度较薄，插入现有智能手机电池旁边即可利用，利用该卡片可使很多便携终端轻松支持非接触充电。

3、A4WP标准

A4WP是Alliance for Wireless Power标准的简称，由美国高通公司、韩国三星公司以及前面提到的Powermat公司共同创建的无线充电联盟创建。该联盟还包括Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker AcusTIc和SK Telecom等成员，目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。

4、iNPOFi技术

iNPOFi（“invisible power field”，即“不可见的能量场”）无线充电是一种新的无线充电技术。其无线充电系列产品采用智能电传输无线充电技术，具备无辐射、高电能转化效率、热效应微弱等特性。

5、Wi-Po技术

Wi-Po技术，为Wi-Po磁共振无线充电技术，利用高频恒定幅值交变磁场发生装置，产生6.78MHz的谐振磁场，实现更远的发射距离。

该技术通过蓝牙4.0实现通讯控制，安全可靠，并且可以支持一对多同步通信，同时还具有过温、过压、过流保护和异物检测功能。该技术由于使用的载体为空间磁场，能量不会像电磁波那般发射出去，所以不会对人体造成辐射伤害。

Wi-Po磁共振无线充电可应用于手机、电脑、智能穿戴、智能家居、医疗设备、电动汽车等各种场景。

新唐提出兼容 Qi 标准 5W、7.5W/5W、15W/5W 三方案与符合 Qi 标准 5W 方案。转换效率可达 85%，可动态功率调整，皆具有过温、限流、金属异物检测等保护功能。符合 Qi 标准 5W 方案通过 Qi Ver 1.1.2 认证 ( No.: GZES1411013461IT ) 。

新唐相容 Qi 标准 5W 无线充电参考设计

方案特色：

· 5W单线圈，调频

· 相容Qi Ver1.2.4标准，A11

· 动态功率调整，效率72%

· 金属异物检测(FOD)

· 具有过温、限流等保护功能

· 充电 / 断电 / 动态功率状态指示

N76E003为新唐高速1T 8051 单片机系列产品，提供18 KB Flash ROM、可配置Data Flash与高容量1 KB SRAM ，支持2.4V 至 5.5V 宽工作电压与 - 40 ℃ 至105 ℃ 工作温度，并具备高抗干扰能力 7 kV ESD/4 kV EFT。

< 2 % 误差之高精确度16 MHz RC晶振与高分辨率8通道12位 ADC ；并具备自我唤醒、欠压检测等功能；提供TSSOP20 ( 4mm*6.5mm ) 与QFN20 ( 3mm*3mm ) 小封装，兼具高性能与设计弹性。

新唐相容 Qi 标准 7.5W 无线充电参考设计

方案特色：

· 单线圈，12V 供电

· 定频调压，支持 iPhone 快充

· 相容 Qi Ver1.2.4 标准，A11

· 动态功率可调

· 支持 7.5W 和 5W 功率输出

· 金属异物检测 ( FOD)

· 具有过温、限流等保护功能

新唐相容 Qi 标准 15W 无线充电参考设计

方案特色：

· 单线圈，调频，12V 供电

· 相容 Qi Ver1.2.4 标准，MP-A2

· 支持 5W 和 15W 功率输出

· 转换效率 85% ( 15W ) / 76% ( 5W )

· 动态功率调整

· 金属异物检测 ( FOD )

· 具有过温、限流等保护功能

· Flash 容量富余，方便二次开发

MINI57FDE 微控制器以Arm® Cortex®-M0为核心，其内建 RC 震荡器，运行速度高达48 MHz 。针对工业应用高精准控制需求， ADC 内建两组取样保持电路 ( Sample and Holds ) 可以同时量测两路类比讯号，并内建一组8阶可调整增益放大器 ( PGA ) ，可放大微小讯号，省去PCB板增加外部元件之成本。其16位高解析度 PWM 运行速度高达48 MHz ，可以提供互补式输出，带死区控制，并且可以触发 ADC ，特别适用于家电与无线充电的开关控制。除了拥有高效能 PWM 之外，Mini57系列还包含一组12位 ADC ，可提供多通道控制，并内建两个类比比较器，作为电压量测与比较使用，另SPROM提供一个独立的安全加密执行区域，以保护开发者的智慧财产权。MINI57FDE 之优异特色使其特别适用无线充电、小家电、工业自动化控制以及IoT相关应用。