淺析在Qi標準下設計的5W無線電源設計

　　在一般的無線電源系統中，充電循環可在使用者夜間就寢時開始，而且充電一般大約持續兩小時。一旦充電完成時，按照WPC通訊協定的定義，接收器即可指示終止供電給發送器，以便發送器能進入低功耗的待機模式。接收器只能透過偵測輸出電流低于特定閾值的方式，偵測雙接點解決方案終止。雖然這種方法能使發送器進入待機模式，缺點是供應電流是系統電流與充電電流的總和。

　　三接點配件加入控制訊號

　　三接點解決方案是在雙接點解決方案的基礎上，在無線電源及接地之外加入控制訊號。由行動裝置驅動的無線電源接收器所提供的輸入控制訊號，使行動裝置內部的充電器偵測充電何時應終止，并且向接收器通知此情況。接收器即可向發送器傳達終止電源，使其進入低功耗的待機模式。由于行動裝置是由電池持續供電，因此可在不定時向無線接收器確認終止，以便整個充電週期的發送器整體耗電量保持在相當低的程度。此外，發送器可使用接收器的終止電源資訊，讓使用者知道充電已終止，例如藉由發光二極體（LED）燈號。這種方法確定終止情況的準確度也高于雙接點解決方案。

　　四接點配件方案提供選項最多

　　四接點解決方案所提供的選項，遠比前述的任何解決方案多。其中一個選項是提供兩個控制訊號輸入，一個訊號用于向發送器通知終止。另一個訊號用于通知行動裝置出現故障情況。

　　圖2顯示另一種四接點實作。在此情況下，外部轉接器可以是裝置接收器的輸入，而且接收器單結型場效應電晶體（FET）閘極驅動訊號，可從接收器輸出，并連接行動裝置。如此一來，接收器即可偵測轉接器，并關閉無線電源發送器，然后將轉接器電壓直接施加于接收器。以下各段將詳細說明轉接器多工器架構。

　　行動裝置電源多工器架構剖析

　　市場開始出現無線電源配件時，有線轉接器連接埠將與無線電源輸入同時并存，需要在無線及有線電源供應之間使用電源多工器，圖3顯示電源多工器架構范例。這種方法運用接收器配件偵測接收器電壓（AD），并在接收器電壓出現時提供閘極驅動（AD_EN）。FET必須以背對背（Back-to-Back）配置接線，才能在開關關閉時阻絕逆向及正向傳導。如果有轉接器，無線電源接收器即停用電源傳輸，并透過轉接器電源將閘極驅動保持啟動。這種方法需要配件與行動裝置之間四個接腳的介面（無線電源、AD、AD_EN及GND）。

　　圖3 單一背對背FET的電源供應多工選項

　　為減少電源供應配件與行動裝置之間所需的接腳數，可運用自動電源多工器。圖4顯示這類架構，其中不再需要AD及AD_EN連線。透過VSNS連線可優先使用有線電源路徑，如果在VSNS偵測到電壓，啟用有線電源路徑，否則將啟動無線電源路徑。若要使接收器電子裝置偵測轉接器連接埠，終止無線電源傳輸，必須監視電源的輸出電流。藉由監視輸出電流，即可在無線電源路徑開關關閉時，偵測真正的輕載，例如接近零輸出電流，接收器會將指令傳送至發送器，以終止電源傳輸。

　　圖4 運用自動切換的電源供應多工選項

　　電池組配件整合電子裝置/接收器線圈