蘋果無線充電接收電路方案 - 全文

　　iPhone無疑是這個(gè)星球上最好的智能手機(jī)之一。但它耗電快、續(xù)航時(shí)間短的問題，一直讓寶寶們操碎了心有木有？

　　別家的手機(jī)電池容量動(dòng)輒3000/4000mAh，甚至充電五分鐘通話兩小時(shí)；而寶寶們手中的iPhone卻只能與充電寶為伴、充電一整晚續(xù)航三小時(shí)

　　然而，蘋果并不是沒有解決辦法的。但直接增加電池容量或使用快充芯片都不屬于蘋果的高端風(fēng)格。要玩就玩點(diǎn)別人沒有的！據(jù)報(bào)道，蘋果最新專利——【雙頻天線的無線充電和通信系統(tǒng)】已經(jīng)通過美國(guó)專利局審核。因此在續(xù)航問題上，iPhone要用一個(gè)科幻又炫酷的方式來解決了~

　　無線充電從概念時(shí)期就在社會(huì)上引起了巨大的反響，隨著新一代iphone的問世，無線充電技術(shù)再一次被推上了熱潮。近期，蘋果收購(gòu)了奧克蘭無線充電公司，無線或成未來主打方向。趁著這股熱度，電路城小編也整理了一些無線充電方面的設(shè)計(jì)方案，以供大家在茶余飯后進(jìn)一步了解這個(gè)網(wǎng)紅技技術(shù)！

　　1、便攜可穿戴設(shè)備電源熱燒，無線充電發(fā)送器設(shè)計(jì)

　　該無線充電發(fā)送器采用TI 芯片 bq500212A，主要用于 5V 系統(tǒng)的無線電源聯(lián)盟類型 A5 或 A11 發(fā)射器。該bq500212A無線電源充電發(fā)送器微型 USB 接口輸入單元的電壓為 5V，支持最高 2.5W 的接收器輸出功率。

　　該便攜可穿戴設(shè)備電源無線充電發(fā)送器可以說是幫助設(shè)計(jì)工程師充分發(fā)揮想象力。同時(shí)為智能手機(jī)、平板電腦以及其它便攜式電子產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新高效的無線充電功能，還可設(shè)計(jì)無線充電電源，充分滿足從充電板到汽車、家具的電源需求。該無線充電發(fā)送器采用TI 芯片 bq500212A，主要用于 5V 系統(tǒng)的無線電源聯(lián)盟類型 A5 或 A11 發(fā)射器。該bq500212A無線電源充電發(fā)送器微型 USB 接口輸入單元的電壓為 5V，支持最高 2.5W 的接收器輸出功率。

　　便攜可穿戴設(shè)備電源熱燒，無線充電發(fā)送器設(shè)計(jì)框圖：

　　便攜可穿戴設(shè)備電源熱燒，無線充電發(fā)送器實(shí)物截圖：

　　2、BQ500211-Qi無線充電器變送器5V＆1A

　　BQ500211是第二代數(shù)字無線電源控制器，將所有功能集成到一個(gè)符合WPC標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)上控制無線功率傳輸。該模塊采用FOD，它將充電模塊關(guān)閉時(shí)自動(dòng)識(shí)別。該BQ500211無線充電器變送器與市場(chǎng)上大多數(shù)無線手機(jī)充電器Nexus 5兼容。

　　本設(shè)計(jì)分享的是基于BQ500211的Qi無線充電器變送器設(shè)計(jì)5V＆1A，并提供其原理圖/PCB/技術(shù)文檔?；贐Q500211的5V Qi無線充電變送器，BQ500211是第二代數(shù)字無線電源控制器，將所有功能集成到一個(gè)符合WPC標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)上控制無線功率傳輸。該模塊采用FOD，它將充電模塊關(guān)閉時(shí)自動(dòng)識(shí)別。該BQ500211無線充電器變送器與市場(chǎng)上大多數(shù)無線手機(jī)充電器Nexus 5兼容。BQ500211無線充電器變送器與手機(jī)進(jìn)行充電截圖：

　　BQ500211無線充電器變送器特點(diǎn)：

　　工作頻率：112kHz-250kHz

　　實(shí)際距離：2-6mm

　　最高效率：80％

　　輸出電壓：5V

　　輸出電流（最大）：1A

　　BQ500211無線充電器變送器電路 PCB截圖：

　　3、磁懸浮+無線充電，酷炫交互式藍(lán)牙音箱設(shè)計(jì)，贊

　　藍(lán)牙音箱在我們的生活中并不少見，但該作品的創(chuàng)新除了實(shí)現(xiàn)了磁懸浮更在于完成了浮子的無線充電和通過動(dòng)作浮子完成與音響的交互。無線充電技術(shù)和磁懸浮技術(shù)，兩者都體現(xiàn)了擺脫束縛的自由感，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了音響的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　在無線供電模塊申請(qǐng)的過途中，隨著無線充電技術(shù)的了解，其能夠擺脫電線的特質(zhì)讓我腦中自然聯(lián)想到了自己正感興趣的磁懸浮技術(shù)， 兩者都體現(xiàn)了擺脫束縛的自由感。在此基礎(chǔ)上，考慮到兩者的結(jié)合，為其設(shè)計(jì)了音響的應(yīng)用場(chǎng)景。（本項(xiàng)目采用的是IDT 15W無線充電開發(fā)套件） 字?jǐn)?shù)限制，建議先觀看演示視頻了解項(xiàng)目

　　硬件說明：

　　在無線供電模塊申請(qǐng)的過途中，隨著無線充電技術(shù)的了解，其能夠擺脫電線的特質(zhì)讓我腦中自然聯(lián)想到了自己正感興趣的磁懸浮技術(shù)，

　　兩者都體現(xiàn)了擺脫束縛的自由感。在此基礎(chǔ)上，考慮到兩者的結(jié)合，為其設(shè)計(jì)了音響的應(yīng)用場(chǎng)景，原因如下：

　　第一點(diǎn)，現(xiàn)在音響使用的場(chǎng)合中社交因素占很多比重，對(duì)于追求新潮的年輕一代酷炫的懸浮效果自然吸引眼球，磁懸浮的特點(diǎn)又體現(xiàn)了很強(qiáng)的科技感，對(duì)未來產(chǎn)品的定位以及發(fā)展都提供了很好的基礎(chǔ)。

　　第二點(diǎn)，結(jié)合藍(lán)牙模塊的使用，使得該作品最大程度上體現(xiàn)了擺脫線纜的特點(diǎn)，契合我想表達(dá)的主題。

　　藍(lán)牙音箱在我們的生活中并不少見，但該作品的創(chuàng)新除了實(shí)現(xiàn)了磁懸浮更在于完成了浮子的無線充電和通過動(dòng)作浮子完成與音響的交互。

　　功能設(shè)計(jì)：

　　4、5W 蘋果智能手機(jī)無線充電解決方案

　　現(xiàn)在集團(tuán)根據(jù)Smart phone，手環(huán)以及智慧手表應(yīng)用也推出了基于GENERALPLUS GPMQ8005B的可穿戴式無線充電方案。該智能手機(jī)無線充電采用GPMQ8005B（QFP48）+GPMD5130A 正式版本，用于普通5W發(fā)射。

　　蘋果公司推出iBeacon功能，主要是配備有低功耗藍(lán)牙（BLE）通信功能的設(shè)備使用BLE技術(shù)向周圍發(fā)送自己特有的ID，接收到該ID的應(yīng)用軟體會(huì)根據(jù)該ID采取一些行動(dòng)。特別是以Moto360以及Apple watch為代表首次采用無線充電方式，遵守Qi（WPC）無線充電標(biāo)準(zhǔn)，給消費(fèi)者以及行業(yè)帶來新的創(chuàng)新和亮點(diǎn)，并給用戶帶來了前所未有的體驗(yàn)。于是越來越多的主流商家紛紛推出帶iBeacon功能的無線充電器，這樣既方便商家資訊推送，也可以給可穿戴式設(shè)備提供充電，所以市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)?，F(xiàn)在集團(tuán)根據(jù)Smart phone，手環(huán)以及智慧手表應(yīng)用也推出了基于GENERALPLUS GPMQ8005B的可穿戴式無線充電方案。

　　該智能手機(jī)無線充電采用GPMQ8005B（QFP48）+GPMD5130A 正式版本，用于普通5W發(fā)射。

　　電路PCB截圖：

　　5、用于低功耗可穿戴的無線充電器參考設(shè)計(jì)

　　TI 的 TIDA-00318 設(shè)計(jì)適合低功耗可穿戴設(shè)備，包括符合 Qi 標(biāo)準(zhǔn)的無線接收器 （bq51003） 和超低電流單節(jié)鋰離子線性電池充電器 （bq25100）。 其特色是：尺寸超?。?x15mm2），支持 10mA~250mA 之間的充電電流和最低為 1mA 的終端電流。當(dāng)前設(shè)計(jì)適用于 135mA 充電電流。

　　TI 的 TIDA-00318 設(shè)計(jì)適合低功耗可穿戴設(shè)備，包括符合 Qi 標(biāo)準(zhǔn)的無線接收器 （bq51003） 和超低電流單節(jié)鋰離子線性電池充電器 （bq25100）。 其特色是：尺寸超小（5x15mm2），支持 10mA~250mA 之間的充電電流和最低為 1mA 的終端電流。當(dāng)前設(shè)計(jì)適用于 135mA 充電電流。

　　特性

　　小尺寸：5x15（mm2）

　　充電電流可調(diào)：10~250（mA）

　　支持 1mA 充電終端電流

　　電池電流泄漏小于 75nA。

　　無線充電器PCB&電路圖（Altium）

　　6、【NXP】15 W無線充電接收器

　　本款帶BUCK架構(gòu)的15 W無線充電接收器參考設(shè)計(jì)采用飛思卡爾MWPR1516接收控制器IC，能夠管理和執(zhí)行實(shí)施無線充電接收器解決方案所需的全部功能。它符合無線充電聯(lián)盟（WPC）最新的中等功率工作組（MPWG）規(guī)范，并且可接收任何Qi認(rèn)證發(fā)射器件的充電。

　　本款帶BUCK架構(gòu)的15 W無線充電接收器參考設(shè)計(jì)采用飛思卡爾MWPR1516接收控制器IC，能夠管理和執(zhí)行實(shí)施無線充電接收器解決方案所需的全部功能。它符合無線充電聯(lián)盟（WPC）最新的中等功率工作組（MPWG）規(guī)范，并且可接收任何Qi認(rèn)證發(fā)射器件的充電。該演示板提供5 V輸出，支持3 A電流，并且可兼容其他輸出電壓（高達(dá)18 V），您只需選擇適當(dāng)?shù)耐獠拷祲盒酒?，便可支持雙電池單元或3電池單元器件。

　　15 W無線充電接收器實(shí)物截圖：

　　7、多通道無線充電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)可由多個(gè)無線充電發(fā)射模塊搭成成較大的充電平臺(tái)，同時(shí)使用stm32F4discovery作主控，用迪文觸控屏顯示充電狀態(tài)等信息并對(duì)充電平臺(tái)進(jìn)行控制。充電時(shí)具有異物檢測(cè)功能和自動(dòng)充斷電功能，而且能耗少，效率高，并能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電，使用方便。

　　目前市場(chǎng)上的無線充電設(shè)備較多，也比較成熟，但大多無線充電設(shè)備均定位于移動(dòng)市場(chǎng)，基于萬用表等類似的設(shè)備的無線充電設(shè)備幾乎沒有，因此我們針對(duì)實(shí)驗(yàn)室萬用表使用現(xiàn)狀，使用符合Qi協(xié)議的BQ500211芯片構(gòu)成無線充電發(fā)送端平臺(tái)，同時(shí)將BQ51013A組成的無線充電接收電路嵌入萬用表中，實(shí)現(xiàn)萬用表的無線充電。萬用表采用可充電的8.4V方塊充電電池供電，使用時(shí)無需對(duì)萬用表更換電池，只需將萬用表放在合適位置，即可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室萬用表無線充電功能，十分方便，隨時(shí)可以充電，同時(shí)系統(tǒng)具有充完電自動(dòng)斷電功能，無需人為干預(yù)也能防止電池過充損壞。大大方便實(shí)驗(yàn)室的管理。

　　多通道無線充電器概述：

　　無線充電系統(tǒng)并使用現(xiàn)行較成熟的Qi無線充電協(xié)議，主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室萬用表等小功率用電器的供電充電中。系統(tǒng)可由多個(gè)無線充電發(fā)射模塊搭成成較大的充電平臺(tái)，同時(shí)使用stm32F4discovery作主控，用迪文觸控屏顯示充電狀態(tài)等信息并對(duì)充電平臺(tái)進(jìn)行控制。充電時(shí)具有異物檢測(cè)功能和自動(dòng)充斷電功能，而且能耗少，效率高，并能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電，使用方便。

　　多通道無線充電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖：

　　8、瑞薩R7F0C807無線充電發(fā)送器設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)采用瑞薩16-bit MCU R7F0C807（20引腳，20MHz主頻），利用TAU（定時(shí)器）、AD轉(zhuǎn)換器、I/O等模塊實(shí)現(xiàn)智能無線電力傳送功能

　　瑞薩R7F0C807微控制器采用了RL78內(nèi)核，在該類產(chǎn)品上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高速處理性能與最低的功耗，并且擁有一系列低引腳數(shù)的廣闊產(chǎn)品陣容，適用于消費(fèi)產(chǎn)品應(yīng)用。高精度±2%片上振蕩器（TA = 0 + 40℃）使CPU運(yùn)行達(dá)到20 MHz成為可能，同時(shí)內(nèi)置了可選上電復(fù)位和看門狗定時(shí)器等功能，有助于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更緊湊的尺寸和低功耗，使整個(gè)系統(tǒng)搭建成本更低。此外，R7F0C807內(nèi)置實(shí)時(shí)輸出控制電路，通過定時(shí)器的PWM輸出方式可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)8通道輸出。有助于客戶進(jìn)行無刷直流電機(jī)控制和步進(jìn)電機(jī)控制（同一時(shí)間控制兩個(gè)）開發(fā)。R7F0C807具有20個(gè)引腳的SSOP和SOP封裝，以及4 KB至8 KB的閃存陣容，更適合于小型家用電器以及通用消費(fèi)產(chǎn)品應(yīng)用。

　　本設(shè)計(jì)采用瑞薩16-bit MCU R7F0C807（20引腳，20MHz主頻），利用TAU（定時(shí)器）、AD轉(zhuǎn)換器、I/O等模塊實(shí)現(xiàn)智能無線電力傳送功能

　　特點(diǎn)：

　　智能電路傳送

　　待機(jī)低功耗

　　過流保護(hù)

　　過溫保護(hù)

　　電壓檢測(cè)

　　LED狀態(tài)顯示

　　9、基于TI低功耗可穿戴應(yīng)用的無線充電器

　　TI 的 TIDA-00318 設(shè)計(jì)適合低功耗可穿戴設(shè)備，包括符合 Qi 標(biāo)準(zhǔn)的無線接收器 （bq51003） 和超低電流單節(jié)鋰離子線性電池充電器 （bq25100）。其特色是：尺寸超?。?x15mm2），支持 10mA~250mA 之間的充電電流和最低為 1mA 的終端電流。

　　當(dāng)前設(shè)計(jì)適用于 135mA 充電電流。

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖如下：

　　特性

　　小尺寸：5x15（mm2）

　　充電電流可調(diào)：10~250（mA）

　　支持 1mA 充電終端電流

　　電池電流泄漏小于 75nA