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[经验]基于FPGA的无线充电器接收器系统的解决方案

工程师
2021-04-20 19:55:28     打赏

摘要: 随着无线充电器技术的蓬勃发展,以及越来越多的智能手机用户被各种充电电缆所困扰,方便易用的无线充电器将被普遍接受和采用。尽管目前有三种不同的无线充电器标准,但WPC Qi标准更常用于智能手机应用。

本文将介绍基于FPGA的无线充电器接收器系统的解决方案。无线充电器接收器严格遵循的WPC Qi标准。接收器系统包含一个模拟模块和一个FPGA模块。模拟模块由分立式组件组成,包括全桥整流器模块、V/I检测和AD控制模块以及DC-DC模块。FPGA模块充当数字内核,其内嵌通信模块、控制模块、计算模块和收发器模块。它使用Verilog语言和状态机对FPGA编程。,通过测试和验证,无线充电器接收器在多个主要OEM的无线充电器****上工作。

1. 背景
随着无线充电器技术的蓬勃发展,以及越来越多的智能手机用户被各种充电电缆所困扰,方便易用的无线充电器将被普遍接受和采用。目前有三种不同的无线充电器标准:WPC (Qi)、PMA和A4WP.WPC Qi标准更常用于智能手机应用。现在,许多智能手机OEM已推出支持WPC标准的无线充电器解决方案。本文将重点介绍WPC标准的无线充电器接收器解决方案,及其与基于FPGA的详细系统架构的关系。

2. WPC标准概述
WPC Qi标准提供无线充电器系统的详细说明,包括通信和传输协议。功率始终从充电板传输至移动设备。充电板包含一个称为功率****(由主线圈组成)的子系统,而移动设备包含一个称为功率接收器(由次级线圈组成)的子系统。

图1说明了基本系统配置。如图所示,功率****由两个主要功能单元组成,即功率转换单元和通信与控制单元。 控制与通信单元将转换的功率调节至功率接收器请求的水平。功率接收器则由一个功率拾取单元和一个通信与控制单元组成。

功率接收器位于手机端,因此接下来将主要介绍功率接收器系统,并说明基于FPGA的无线充电器接收器的解决方案。


图1:基本系统配置


3. 基于FPGA的功率接收器系统概述
根据WPC Qi标准,功率接收器系统将包含一个功率拾取单元和一个通信与控制单元。示例中将详细介绍一个完全满足WPC Qi标准要求的接收器解决方案。 图2显示基于FPGA的功率接收器系统的架构。


图2:系统架构


如图2中所示,接收器系统包含两个子系统,一个是模拟模块,另一个是数字模块。模拟模块由分立式器件组成,包括全桥整流器模块、V/I检测和AD控制模块、通信模块和DC-DC模块。数字模块内置在FPGA中,使用Verilog语言编写程序。数字内核模块可分为三个主要子模块: 个是通信和PWM控制模块,第二个是计算模块,第三个是Rx和Tx(接收器和****)模块。下面更为详细地介绍了这些模块。





关键词: 基于FPGA     无线     充电器     接收器     系统     解决方案    

工程师
2021-04-20 19:57:37     打赏
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