[發明專利]一種無線充電接收端控制芯片架構

在審

• 申請號: 201910087822.0
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109546725A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 胡玉屏;林崇仁;張培格
• 申請（專利權）人: 江蘇元勛電子科技有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J50/80;H02J50/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種無線充電接收端控制芯片架構，包括多個通用輸出入接腳、整流單元、直流電穩壓輸出單元、接收端流程控制單元、無線充電通信接口單元、系統主芯片通信接口單元、操作參數緩存器單元、流程控制緩存器單元，其中整流單元將接收端交流電轉換成直流電源，經直流電穩壓輸出單元轉換成直流輸出電源，而接收端流程控制單元電氣連接并控制其他單元的電氣操作，可經由設定多個通用輸出入接腳的位準為高或低而動態控制處理流程并決定特定流程的重復次數，藉以優化無線充電接收功能。

技術領域

本發明涉及無線充電技術領域，具體為一種無線充電接收端控制芯片架構。

背景技術

隨著電子工業技術的進步以及半導體制程的快速演進，使得可攜式電子裝置的功能日益多樣且復雜，同時整體機構具輕薄短小的特點，非常便于隨身攜帶，尤其是手機，不僅結合語音通話及數據傳輸功能，更經由普遍建置的無線通信或局域網絡信道，隋時隨地無線上網、社群連結，所以幾乎已是人手一機的普及程度。

不過，可攜式電子裝置的內建電池的電量有限，必需時常充電，比如每天充電至少一次，再者，大量影音數據的上傳、下載，更使得電力消耗大幅增加，此外，一般室內或戶外場所并不容易找到充電插座，所以需要攜帶充電寶以隋時充電。但是充電寶本身體積大，增加攜帶上的不方便。

為解決充電上的不便，在通常技術中，已提供無線充電方案，手機只須配置無線充電接收模塊連接至充電模塊，即可藉靠近或貼附到具有無線充電發射模塊的無線充電板而獲得充電所需的電力，其中無線充電接收模塊、無線充電發射模塊是藉接收線圈及發射線圈之間的磁場相互感應作用而傳送電力。

一般而言，無線充電發射模塊包含發射線圈及發射端電源轉控制器，而無線充電接收模塊包含接收線圈及接收射端電源轉控制器，其中發射端電源轉控制器接收輸入電源，比如USB電源或來自適配器的直流電源，經轉換成發射端交流電源后，驅動發射線圈產生磁場，而由接收線圈藉感應而產生接收端交流電源，接著經接收射端電源轉控制器接收并轉換成直流輸出電源。

為確保無線充電接收模塊、無線充電發射模塊之間穩定且可靠的電力傳輸，必須滿足特定的電力傳輸協議，比如WPC(Wireless Power Consortium)或A4WP，因此發射端電源轉控制器及接收射端電源轉控制器必須同時具備電源控制管理及通信溝通的能力，通常都是利用微處理器或中央處理器藉執行特定韌體程序而實現。

此外，為避免會吸收磁場能量而發熱的金屬性異物插入發射線圈及接收線圈之間而影響無線電力傳輸，必須進行適當的處理，比如異物偵測(FOD)，主要是利用無線充電接收模塊的發射功率及無線充電發射模塊的接收功率之差額來判斷。

以WPC為例，對于5W的應用領域，可藉執行BPP(Baseline Power Profile)協議而實現無線充電，而15W的應用領域，則依據EPP(Enhanced Power Profile)協議。不論是BPP或EPP，通信的方式在Logic層上是使用數據封包傳送訊息，大致上是包含Preamble、Header、Message、Check Sum等封包。進一步而言，BPP包含4相態(Phase)，亦即Selection、Ping、ID/Configuration、Power Transfer，而EPP進一步包含額外的3個相態，亦即Negotiation、Calibration、Renegotiation，不同的相態必須配置相對應的封包，并由發射端或接收端發送、接收。發射端發送電力信號(Power Signal)至接收端，數據封包是經由適當調變電力信號而產生，比如發射端是利用FSK，而接收端是利用ASK。

此外，相對于數據封包的調變信號，電力信號變化速度是相當緩慢，而為平衡之間的差異，數據封包的發送時間以及前后二數據封包之間的時間間隔必需遵守協議所指定的范圍。同時，考慮到應用環境的電氣信號干擾，同一封包可能需要多次重復發送，藉以確保能被正確的接收，避免溝通失效。