基于QI协议的无线充电器的设计
【摘要】通过对无线充电三种方式的研究，选择QI协议作为本设计的设计方式。
主芯片选用了TI系列的无线充电芯片，用符合WPC1.1 标准的无线电源发送器管理器bq500211a作为发射芯片，用符合Qi （WPC）标准的高度集成的次级侧直充式锂离子充电器bq51050b作为接收部分，完成了无线充电器的设计。
【关键词】QI;无线充电;TI;bq500211a
Abstract：By study of three ways of wireless charger，the design of the application is based on QI protocol.TI”s wireless charging chip is Selected as main chip .Using TI”s bq500211a as the emission chip to meet the WPC1.1 standard of Wireless power transmitter manager，and Using TI’s bq51050b as the receiving part to meet the standard of lithium ion charger of highly integrated straight type secondary side，completed the wireless charger designs.
Key words：Qi;wireless charging;TI;bq500211a
1.引言
無线电力传输几乎与无线电波同时产生，但由于社会的需要，尤其是战争中对无线通信的迫切需要，无线电波迅速发展起来，也可以用来传输能量，所以无线电力传输也迅速发展起来，目前这已是发展较为成熟的一种技术。
QI是世界上第一个推出无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟推出的“无线充电”的标准，该标准具有两大特点，即：简便、通用。
只要把符合QI标准的电子设备放在无线充电器上就可以进行充电了，所以很简便;而通用是指只要是符合QI标准的电子设备都可以使用QI的充电器。
2.具体方案的确定
无线电源系统包括充电板和接收器。
充电板和接收器接触时，两个器件中的线圈通过磁力作用耦合;电力通过耦合的电感器从发送器传输至接收器，控制传输电量的方法是向主器件发送反馈通信（错误信号）以提高或降低电量。
TI提供支持WPC Qi规范且不断扩展的无线电源发送器和接收器系列。
bq510211A符合WPC1.1标准的无线电源发送器管理器，bq51050b是符合Qi（WPC）标准的高度集成的次级侧直充式锂离子充电器，集成了锂离子充电部分，可大大降低开发难度。
所以选择了bq510211a与bq51050b组成该系统方案。
3.电路的设计
3.1 发射芯片BQ500211A
bq500211A是第二代数字无线电源控制器，此控制器集成了控制到一个单WPC兼容接收器的无线电源传输所需的全部功能。
它与WPC1.1标准兼容并设计用于5V系统，被用作一个WPC类型A5发送器。
3.2 电源部分
整个电路的供电是5V电源，而BQ500211A的工作电压为3.3V，并且要求有数字和模拟电源。
电源芯片用的是TLV71333，TLV71333低压降（LDO）线性稳压器是具有出色线路和出色线耗敏感应用，电路中将EN与IN接在一起，则TLV71333一直保持工作状态; 3.3 BQ500211a外围电路部分
在本设计中采用了BQ500211A低耗能模式，为此引脚MSP_MOSI/LPWR_EN引脚通过10K的R4接地，不需要与MSP微处理器连接，所以引脚PMB_CLK、PMB_DATA通过10K 的电阻R5、R6接到3V3_VCC，外来物体检测（FOD）和寄生金属检测（PMOD）通过与接收系统的通信来获得实际接收到多少能量，引脚LOSS_THR与引脚FOD或PMOD间电
阻可以用来选择允许损失能量的最大值。
3.4 功率级电路
BQ500211A内部的AC-DC模块产生振荡信号，驱动器的移相全桥是是由两个双半桥驱动器组成，其中csd17308q2为30V的N沟道的MOSFET，tps28225为高频率的4A同步MOSFET驱动器;为了大大减少无功功率，将一电容串联在线圈上;经测量线圈的电感为10.5uH，根据QI标准的建议选择了400nF的电容，在实际电路中使用了4个100nF的电容来等效。
4.调试与测试
4.1 初步测试
初步整体测试。
当处于待机状态下时，充电器会每隔400ms发出一段振荡信号，以检测是否有接收装置，若有则进行充电，否则继续睡眠。
测试结果：每隔400ms系统就产生一组振荡信号，用以检测是不有充电设备，说明系统工作正常。
4.2 最终测试
这一测试中用符合QI标准的平板电脑进行测试，将平板电脑置于充电线圈之上。
真机测试结果如图1所示：
图1 真机测试结果
测试结果：
图1中显示“正在充电（无线）”，说明系统工作正常。
参考文献
[1]贾旭平.无线充电的主流技术电源技术[M].2013（7）.
[2]董生玉，杜成虎，孙蒋平，申志刚.无线充电用软磁铁氧体材料[M].磁性材料用器件.2012
（6）.
[3]陈炜峰，朱美杰，郭海军，刘俊栋.电磁屏蔽对无线充电系统的影响分析[J].南京信息工程大学学报（自然科学版）.2013（2）.
[4]Siamak，Bastami.磁感应或磁共振，哪个更适合于无线充电[M].电子产品世界.2013（6）.
[5]PowerbyProxi公司.PowerbyProxi新综合智能手机无线充电解决方案[M].电子技术应用2013（2）.
[6]徐顺刚，钏其水，朱仁江.动力电池均衡控制策略研究[J].电机与控制学报.2012（2）. 感谢您的阅读！。