基于QI协议的无线充电器的设计
qi无线充电协议
qi无线充电协议Qi Wireless Charging Protocol。
Wireless charging technology has become increasingly popular in recent years, offering a convenient and cable-free way to charge electronic devices. The Qi wireless charging protocol, developed by the Wireless Power Consortium, has emerged as a leading standard for wireless charging. In this document, we will explore the key aspects of the Qi wireless charging protocol, including its principles, technical specifications, and advantages.The Qi wireless charging protocol is based on the principle of inductive charging, which uses electromagnetic fields to transfer energy between two objects. In the context of Qi wireless charging, a transmitter (charging pad) generates an electromagnetic field, and a receiver (charging device) converts this field back into electrical energy to charge the device's battery. This process enables the charging of compatible devices simply by placing them on the charging pad, without the need for physical connectors or cables.From a technical standpoint, the Qi wireless charging protocol specifies the operating frequency, power levels, and communication protocols for wireless charging. The protocol supports two modes of charging: the low-power mode for small, portable devices such as smartphones and smartwatches, and the medium-power mode for larger devices like tablets and laptops. Additionally, the protocol includes provisions for foreign object detection, which ensures that only compatible devices are charged and prevents potential safety hazards.One of the key advantages of the Qi wireless charging protocol is its interoperability, allowing devices from different manufacturers to work with the same charging pads. This interoperability is achieved through rigorous testing and certification processes, which ensure that all Qi-certified devices comply with the protocol's technical requirements. As a result, consumers can enjoy the convenience of wireless charging without being tied to a specific brand or product ecosystem.Furthermore, the Qi wireless charging protocol prioritizes safety and efficiency, incorporating features such as overvoltage protection, overcurrent protection, and temperature control to safeguard both the charging pad and the charging device. These safety measures help prevent damage to the devices and reduce the risk of overheating or electrical accidents during the charging process.In terms of practical applications, the Qi wireless charging protocol has been widely adopted in various settings, including homes, offices, public spaces, and automotive environments. Charging pads based on the Qi standard are integrated into furniture, vehicles, and consumer electronics, providing users with seamless access to wireless charging wherever they go. This widespread adoption has contributed to the growing popularity of wireless charging and has driven the development of innovative products and solutions in the wireless power industry.In conclusion, the Qi wireless charging protocol represents a significant advancement in the field of wireless power transfer, offering a reliable, safe, and interoperable solution for charging electronic devices. As the demand for wireless charging continues to grow, the Qi standard is poised to play a central role in shaping the future of wireless power technology. By adhering to the principles and technical specifications of the Qi wireless charging protocol, manufacturers and consumers can benefit from the convenience and flexibility of wireless charging while ensuring compatibility and safety across a diverse range of devices.。
基于QI协议的无线充电通信系统
基于QI协议的无线充电通信系统作者：胡江浩张中炜来源：《中国新通信》2016年第03期【摘要】无线充电技术的学名又叫做无线电能传输，其原理非常类似于变压器，都是通过发射电路产生一个交变电流通过初级线圈，从而在初级线圈上感应出一个交变电磁场，次级线圈通过接收该交变电磁场从而产生感应电流，通过电磁感应实现能源的传输。
该文主要介绍了一种无线充电领域中的基于QI协议的通信系统，该通信系统主要是通过ASK与FSK方式进行双向通信，并建立了一个完整的通信状态控制机制从而实现了运用在无线充电领域中的数字通信技术。
【关键词】无线充电 QI协议 ASK FSK 双向通信无线充电技术的学名又叫做无线电能传输，其原理是通过电磁波实现能量传输，本文主要介绍了一种在无线充电领域中的通信系统。
一、无线充电通信系统在本文所介绍的无线充电通信系统中，在发射端与接收端之间有两种通信链路。
其中从接收端（RX端）到发射端（TX）的通信为ASK方式，从TX到RX端的通信为FSK方式。
1.1 接收端到发射端通信这一节主要是介绍从RX端到TX端的通信。
包括RX端到TX端调制和RX端到TX端解调。
1、RX端到TX端调制。
接收端通过发送通信包来与发射端进行通信，包括能量需求包、接收能量包、接收器ID号包以及版本包、接收器额定功率包、以及充电指令包等。
上图展示了RX端的负载调制技术。
RX端通过开关调制电阻（Rm，交流侧或直流侧）或者调制电容（Cm，交流侧）来进行负载调制。
对RX端线圈上的电压或电流的调制是通过连接与断开调制阻抗（电阻或电容）来实现的。
接着TX端解调器解调在接收线圈上电压（>200mV）或电流（>15mA）的幅度变化。
2、RX端到TX端解调。
随着RX端在能量信号上加载通信信号后，TX端必须从能量信号上解调通信信号以便完成后面的整体系统控制。
下图显示了在TX端线圈上的能量信号与通信信号的相互耦合。
发射端系统通过软件方式来实现解调，这种技术也称为数字解调技术。
QI无线充电标准V.版
Q I无线充电标准V1.01概述1.1范围系统描述无线电能传输第1卷包含以下文档：第一部分：接口定义第二部分：性能要求第三部分：兼容性测试该文件定义了一个电能发射器和一个电能接收器之间的接口。
1.2主要特性一种基于线圈之间的近场电磁感应原理，将电能从发射器传输到移动设备（接收器）的非接触式电能传输方法。
通过一个适当的次级线圈（典型尺寸是大约40mm）来传输约5瓦特的电能。
工作频率在110~205KHz之间。
支持两种将移动设备放置于发射器表面的方法：辅助定位方法帮助用户适当地将移动设备放在通过表面上一个或几个固定的位置来传输电能的发射器的表面。
无需定位方法允许移动设备任意放在支持表面任何位置传输能量的发射器表面。
一个简单的允许移动设备完全控制电能传送的通信协议。
相当大的可集成在移动设备上的设计灵活性。
极低的待机功耗（实现需要）。
1.3一致性与参考本文档中的所有规定都是强制性的，除非特别指明是推荐的、可选的或加强说明的。
为避免产生疑问，单词“应”表示指定部分为强制行为，也就是说，如果指定的部分没有所定义的行为，则这就违反了无线电能传输标准。
此外，单词“应该”表示指定部分为推荐行为，也就是说，如果指定的组件有正当理由偏离所定义的行为，则这不是违反了无线电能传输标准的。
最后，单词“可以”表示指定组件的可选行为，也就是说，是否具有所定义的行为（没有偏离）是取决于指定组件。
除本文件所提出的规范外，产品的实现也应符合下面所列出的系统说明所提出的规范。
此外，下列国际标准的相关部分也应遵守。
如果任何系统描述或以下所列出的国际标准存在多个修订版本，以最新版本为准。
[第2部]无线电能传输系统描述，第I卷，第2部分，性能要求。
[第3部]无线电能传输系统描述，第I卷，第3部分，兼容性测试。
[PRMC]电源接收器制造商代码，无线充电联盟。
[SI]国际计量制。
1.4定义有效区域：当发射器向移动设备供电时，发射器和接收器各自表面的一部分有足够高的磁场通过的区域。
qi无线充电协议
qi无线充电协议第一篇：Qi无线充电协议概述随着移动设备的普及，充电变得更加便捷和普遍。
除了传统的有线充电方法，无线充电也开始逐渐普及。
Qi无线充电协议是一种标准的无线充电技术，由无线电力联盟（WPC）制定和发布。
Qi无线充电协议采用电磁感应原理进行充电，具有安全、方便和高效等优点。
它定义了一组标准通信协议、电气特性和外部机械尺寸，以确保设备之间的兼容性。
在Qi无线充电协议中，充电器和充电设备之间进行通信。
当充电设备放置在充电器上时，充电器会向充电设备发送信号。
充电设备接收信号后，会开始充电。
Qi无线充电协议支持两种充电模式：基本充电模式（5W）和增强充电模式（15W）。
值得注意的是，使用Qi无线充电协议充电的设备不需要插入电线，但充电器需要插入电源插座。
此外，使用Qi无线充电协议的充电器和充电设备必须符合WPC发布的标准，以确保安全和兼容性。
总之，Qi无线充电协议是一种方便、高效和安全的充电技术，越来越受到人们的欢迎。
它的标准化和普及将带来更多便捷和舒适的充电体验。
第二篇：Qi无线充电协议的工作原理Qi无线充电协议是一种基于电磁感应原理的无线充电技术。
在充电过程中，充电器和充电设备之间通过电磁耦合进行能量传输。
在Qi无线充电协议中，充电器被称为发送器，充电设备被称为接收器。
发送器中包含一个交流信号发生器，在工作时产生一个高频交流信号。
接收器中包含一个线圈和一个整流电路。
当接收器被放置在发送器上时，线圈会从发送器中获得交流信号，整流电路将信号转换成直流电能以供充电设备使用。
Qi无线充电协议采用了一种叫做“基于负载的调制”（load modulation）的通信协议。
当接收器放置在发送器上时，发送器将通过变化输出信号的幅度来传输通信信息。
接收器会通过改变电流的负载来对信号进行调制，从而传输通信信息给发送器。
在Qi无线充电协议中，充电设备可以通过发送器发送一个请求充电的信号。
发送器接收到请求信号后，会向充电设备发送一个允许充电的信号。
小米无线充电协议书.x
小米无线充电协议书1. 引言2. 协议范围本协议适用于所有小米无线充电产品的开发、生产和销售过程。
小米无线充电产品包括但不限于无线充电器、无线充电接收器等。
3. 技术要求3.1 无线充电协议•标准：采用Qi标准，确保与其他兼容设备的互操作性。
•距离：充电距离不得超过10mm，以保证充电效率。
•功率：支持最低5W的无线充电功率。
•安全性：符合国家强制性的无线充电安全标准，确保用户使用过程中的安全性。
3.2 充电器设计•外观：外观设计简洁大方，符合人体工程学原理。
•输出接口：支持标准的无线充电输出接口，以便用户使用。
•充电指示：具备充电指示灯，可提供用户充电状态的实时反馈。
•防滑设计：在充电器表面增加防滑设计，防止移动设备滑动。
3.3 接收器设计•尺寸：尺寸紧凑，方便携带和使用。
•效率：具备高效的能量转换效率，减少能量损耗。
•兼容性：与小米无线充电产品配对使用时，能够稳定充电。
•安全性：采用过流、过压、过温等保护机制，确保使用安全。
4. 测试要求•兼容性测试：与其他兼容设备进行充电互操作性测试。
•效率测试：测试小米无线充电产品的能量转换效率。
•安全性测试：测试小米无线充电产品在不同情况下的安全性能。
5. 产品认证小米无线充电产品必须通过相关的认证机构进行认证，以确保产品符合国家和行业的相关标准和法规。
认证机构可以包括但不限于国家质检机构、行业协会等。
6. 术语定义•无线充电：通过无线方式向设备传输能量，实现设备的充电过程。
•兼容性：不同品牌、不同型号的充电器和接收器之间能够互相充电。
•互操作性：不同品牌、不同型号的充电器和接收器之间具备相互配对使用的能力。
结论本协议详细规定了小米无线充电产品的技术要求、设计要求、测试要求以及产品认证要求。
小米公司将严格遵守本协议要求，并持续追求无线充电技术的创新和发展，为用户提供更好的无线充电体验。
QI无线充电标准中文版
系统的描述,无线通信电源转换低功率第一部分:接口定义版本1.0,2010年7月版权该系统描述无线功率传输是出版的力量,无线通信联合体采用无线力量联盟与ConvenientPower有限公司密切合作,富尔顿创新公司、国家半导体公司,诺基亚公司,奥林匹斯成像公司、研究、限制、飞利浦、三洋电子公司。
深圳桑菲消费通信有限公司。
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免责声明本网站内所包含的信息是正确之日出版。
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德州仪器有限公司,也将承担任何损失,包括间接的或间接的,从使用这个系统描述无线功率传输或依据。
本文件的准确性。
分类在这个文件中所包含的信息是机密。
注意为进一步解释,这份文件的内容,或在任何可察觉不一致或模棱两可的解释,或为任何资讯相关的专利许可程序,请联系:********************************。
1 综述1．1范围,我的系统体积的无线功率传输由描述下列文件:第一部分：接口定义。
第二部分：性能要求。
第三部份：测试的依从。
本文档定义了的交互界面和供电功率发射机接收器。
1．2主要特征无触点电力传输的方法,从一个基站移动设备,它是基于近场磁感应线圈之间。
转移的功率,大约5 W采用适当的二次卷(典型的外部大约40毫米)的尺寸。
操作频率范围：110-205 HZ之间。
支持两种方法在移动设备上放置在基站的表面。
帮助用户指引正确位置的移动设备在表面形成一层。
通过基站,提供一个或几个固定位置的表面。
任意位置可以免费定位的移动设备上表面形成一层可提供电力基站位置,通过任何表面。
一个简单的通信协议使移动设备能够充分的控制能力转让。
可观的设计系统的灵活性为整合成一个移动的装置。
无线充qi协议c语言详解无线充电Qi协议正向通信FSK的解调设计
无线充qi协议c语言详解无线充电Qi协议正向通信FSK的解调设计无线充Qi协议C语言详解——无线充电Qi协议正向通信FSK的解调设计无线充Qi协议（Wireless Charging Qi Protocol）是一种用于无线充电技术的通信协议，它定义了无线充电设备之间的通信规范，使得设备之间可以进行数据交换和控制信号传输。
其中，正向通信部分采用了FSK（频移键控）调制方式来进行无线数据传输。
本文将详细介绍无线充Qi协议正向通信FSK的解调设计，并给出相应的C语言实现。
一、FSK调制原理FSK调制是一种数字调制技术，通过改变载波频率的不同来代表数字信号的不同值。
在无线充Qi协议中，FSK调制用于传输正向通信的数据信息。
具体而言，逻辑“0”对应着低频载波信号，逻辑“1”对应着高频载波信号。
接收端根据接收到的信号频率来识别出原始数据信息。
二、无线充Qi协议正向通信FSK解调设计在实现FSK解调的设计中，需要考虑以下几个关键问题：1. 接收信号的采样和解调：首先，需要对接收到的信号进行采样，并通过从高频到低频进行频率变换。
然后，根据采样后的信号频率判断每个数据位的值。
2. 数据帧的同步：在接收端解调之前，需要建立一个同步信号，该信号用于定位数据帧的开始位置。
可以利用数据帧中的特定数据模式进行同步。
3. 误码控制和纠错：接收端需要对接收到的数据进行判断，如果出现误码，则进行纠错操作，保证数据的准确性。
三、C语言实现代码示例下面是一个基于C语言的无线充Qi协议正向通信FSK解调设计的代码示例：```c#include <stdio.h>// 定义采样频率#define SAMPLE_RATE 2000// 定义同步信号模式#define SYNC_PATTERN 0xAAAA// 信号采样函数int sampleSignal(){// TODO：采样信号，返回采样值}// 频率识别函数int recognizeFrequency(){// TODO：识别信号频率，返回对应值}// FSK解调函数void fskDemodulation(){int sampleValue;int frequency;// 同步信号检测while (1){sampleValue = sampleSignal();frequency = recognizeFrequency();if (frequency == SYNC_PATTERN) {// 同步信号检测成功，跳出循环 break;}}// 解调数据位while (1){sampleValue = sampleSignal();frequency = recognizeFrequency();// 根据频率识别判断数据位的值// TODO：进行数据处理和纠错操作 }}int main(){// TODO：初始化硬件和设置参数// 执行FSK解调fskDemodulation();return 0;}```以上示例代码中，根据实际情况，通过在`sampleSignal()`函数中进行信号采样，通过在`recognizeFrequency()`函数中进行频率识别，实现了对无线充Qi协议正向通信FSK信号的解调和处理。
无线充电qi协议的主控制器的低功耗设计
0 引言在传统无线传感网络中，一般使用蓄电池充电，需要不断更换电池，在制约了无线传感网络实际部署与广泛应用的同时大大提高了网络的维护成本[3]。
而早在1988年，约翰.鲍尔斯在实验室第一次成功用无线充电技术点亮了1米外的60W的灯泡，无线充电技术的可行性得到论证[4]，至此无线充电技术的研究越来越受到重视。
为了规范无线充电技术，WPC联盟提出的QI协议，该协议采用定频调占空比的架构利用控制器不断地对电路进行监控，通过调整线圈上的电压进行无线传输能量，与用蓄电池相比，其成本大大降低，但是伴随着摩尔定律的盛行，每一代半导体工艺技术的提高，芯片密度的增大[5]，对于设计者来说功耗就成为了必要的关注问题，电压大小，dual-Vth和栅极尺寸都与低功耗技术密切相关[6]。
本文主要是对在RTL级电路设计的基础上进行低功耗设计。
1 数字电路功耗的形成电路中的功耗分为两类：静态功耗和动态功耗。
静态功耗主要是待机时的功耗，主要由泄露电流组成，一方面是由于MOS管阈值电压的存在，使得器件在关断状态下，具有亚阈值特性，因此会产生亚阈值电流[7]。
动态功耗主要是由于短路电流和负载电容充电引起的。
而在这两部分中有三种最主要的功耗消耗：对电容进行充放电的跳变功耗，在电路反转过程中产生的短路电流功耗和MOS器件的漏电流损耗[8]。
其原理如下：当输入电平为低时，PMOS管会对输出节点上的电容进行充电，当输入电平为高电平时，NMOS会对电容进行放电，从而达到反相器的效果，在这一过程中形成了MOS管的动态功耗，如下图1所示。
VDDI1无线充电qi协议的主控制器的低功耗设计Low power design of the main controller of wireless charging qi protocol张二丽（电子科技大学，四川 成都 610054）摘 要：从1889年Nikola Tesla发明了著名的Tesla线圈开始，对无线充电技术的研究受到了广大设计者的重 视[1]，华为2018年发布的无线充电技术，其最大功率可达15 W，标志着无线充电时代的来临。
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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
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[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
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