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5W 苹果智能手机无线充电及接收器解决方案
发布时间：2018/2/28 12:40:00 来源：永阜康科技
iPhone无疑是这个星球上最好的智能手机之一。但它耗电快、续航时间短的问题，一直让宝宝们操碎了心有木有?
别家的手机电池容量动辄3000/4000mAh，甚至充电五分钟通话两小时;而宝宝们手中的iPhone却只能与充电宝为伴、充电一整晚续航三小时。
然而，苹果并不是没有解决办法的。但直接增加电池容量或使用快充芯片都不属于苹果的高端风格。要玩就玩点别人没有的！据报道，苹果最新专利——《双频天线的无线充电和通信系统》已经通过美国专利局审核。因此在续航问题上，iPhone要用一个科幻又炫酷的方式来解决了。
无线充电从概念时期就在社会上引起了巨大的反响，随着新一代iphone的问世，无线充电技术再一次被推上了热潮。近期，苹果收购了奥克兰无线充电公司，无线或成未来主打方向。趁着这股热度，电路城小编也整理了一些无线充电方面的设计方案，以供大家在茶余饭后进一步了解这个网红技技术!
1、便携可穿戴设备电源热烧，无线充电发送器设计
该无线充电发送器采用芯片bq500212A，主要用于5V系统的无线电源联盟类型A5或A11发射器。该bq500212A无线电源充电发送器微型USB接口输入单元的电压为5V，支持最高2.5W 的接收器输出功率。
该便携可穿戴设备电源无线充电发送器可以说是帮助设计工程师充分发挥想象力。同时为智能手机、平板电脑以及其它便携式电子产品开发创新高效的无线充电功能，还可设计无线充电电源，充分满足从充电板到汽车、家具的电源需求。该无线充电发送器采用 芯片 bq500212A，主要用于 5V 系统的无线电源联盟类型 A5 或 A11 发射器。该bq500212A无线电源充电发送器微型 USB 接口输入单元的电压为 5V，支持最高 2.5W 的接收器输出功率。
便携可穿戴设备电源热烧，无线充电发送器设计框图：
便携可穿戴设备电源热烧，无线充电发送器实物截图：
2、BQ500211-Qi无线充电器变送器5V&1A
BQ500211是第二代数字无线电源控制器，将所有功能集成到一个符合WPC标准的接收机上控制无线功率传输。该模块采用FOD，它将充电模块关闭时自动识别。该BQ500211无线充电器变送器与市场上大多数无线手机充电器Nexus 5兼容。
本设计分享的是基于BQ500211的Qi无线充电器变送器设计5V&1A，并提供其原理图/PCB/技术文档。基于BQ500211的5V Qi无线充电变送器，BQ500211是第二代数字无线电源控制器，将所有功能集成到一个符合WPC标准的接收机上控制无线功率传输。该模块采用FOD，它将充电模块关闭时自动识别。该BQ500211无线充电器变送器与市场上大多数无线手机充电器Nexus 5兼容。BQ500211无线充电器变送器与手机进行充电截图：
BQ500211无线充电器变送器特点：
工作频率：112kHz-250kHz
实际距离：2-6mm
最高效率：80%
输出电压：5V
输出电流(最大)：1A
BQ500211无线充电器变送器电路 PCB截图：
3、磁悬浮+无线充电，酷炫交互式蓝牙音箱设计
赞蓝牙音箱在我们的生活中并不少见，但该作品的创新除了实现了磁悬浮更在于完成了浮子的无线充电和通过动作浮子完成与音响的交互。无线充电技术和磁悬浮技术，两者都体现了摆脱束缚的自由感，在此基础上设计了音响的应用场景。
在无线供电模块申请的过途中，随着无线充电技术的了解，其能够摆脱电线的特质让我脑中自然联想到了自己正感兴趣的磁悬浮技术， 两者都体现了摆脱束缚的自由感。在此基础上，考虑到两者的结合，为其设计了音响的应用场景。(本项目采用的是IDT 15W无线充电开发套件) 字数限制，建议先观看演示视频了解项目
硬件说明：
在无线供电模块申请的过途中，随着无线充电技术的了解，其能够摆脱电线的特质让我脑中自然联想到了自己正感兴趣的磁悬浮技术，两者都体现了摆脱束缚的自由感。在此基础上，考虑到两者的结合，为其设计了音响的应用场景，原因如下：
第一点，现在音响使用的场合中社交因素占很多比重，对于追求新潮的年轻一代酷炫的悬浮效果自然吸引眼球，磁悬浮的特点又体现了很强的科技感，对未来产品的定位以及发展都提供了很好的基础。
第二点，结合蓝牙模块的使用，使得该作品最大程度上体现了摆脱线缆的特点，契合我想表达的主题。
蓝牙音箱在我们的生活中并不少见，但该作品的创新除了实现了磁悬浮更在于完成了浮子的无线充电和通过动作浮子完成与音响的交互。
功能设计：
4、5W 苹果智能手机无线充电解决方案
现在集团根据Smart phone，手环以及智慧手表应用也推出了基于GENERALPLUS GPMQ8005B的可穿戴式无线充电方案。该智能手机无线充电采用GPMQ8005B(QFP48)+GPMD5130A 正式版本，用于普通5W发射。
苹果公司推出iBeacon功能，主要是配备有低功耗蓝牙(BLE)通信功能的设备使用BLE技术向周围发送自己特有的ID，接收到该ID的应用软体会根据该ID采取一些行动。特别是以Moto360以及Apple watch为代表首次采用无线充电方式，遵守Qi(WPC)无线充电标准，给消费者以及行业带来新的创新和亮点，并给用户带来了前所未有的体验。于是越来越多的主流商家纷纷推出带iBeacon功能的无线充电器，这样既方便商家资讯推送，也可以给可穿戴式设备提供充电，所以市场需求日益增长。现在集团根据Smart phone，手环以及智慧手表应用也推出了基于GENERALPLUS GPMQ8005B的可穿戴式无线充电方案。
该智能手机无线充电采用GPMQ8005B(QFP48)+GPMD5130A 正式版本，用于普通5W发射。
电路PCB截图：
5、用于低功耗可穿戴的无线充电器参考设计
TI 的 TIDA-00318 设计适合低功耗可穿戴设备，包括符合 Qi 标准的无线接收器 (bq51003) 和超低电流单节锂离子线性电池充电器 (bq25100)。 其特色是：尺寸超小(5x15mm2)，支持 10mA~250mA 之间的充电电流和最低为 1mA 的终端电流。当前设计适用于 135mA 充电电流。
TI 的 TIDA-00318 设计适合低功耗可穿戴设备，包括符合 Qi 标准的无线接收器 (bq51003) 和超低电流单节锂离子线性电池充电器 (bq25100)。 其特色是：尺寸超小(5x15mm2)，支持 10mA~250mA 之间的充电电流和最低为 1mA 的终端电流。当前设计适用于 135mA 充电电流。
特性
小尺寸：5x15(mm2)
充电电流可调：10~250(mA)
支持 1mA 充电终端电流
电池电流泄漏小于 75nA。
无线充电器PCB&电路图(Altium)
6、【NXP】15 W无线充电接收器
本款带BUCK架构的15 W无线充电接收器参考设计采用飞思卡尔MWPR1516接收控制器IC，能够管理和执行实施无线充电接收器解决方案所需的全部功能。它符合无线充电联盟(WPC)最新的中等功率工作组(MPWG)规范，并且可接收任何Qi认证发射器件的充电。
本款带BUCK架构的15 W无线充电接收器参考设计采用飞思卡尔MWPR1516接收控制器IC，能够管理和执行实施无线充电接收器解决方案所需的全部功能。它符合无线充电联盟(WPC)最新的中等功率工作组(MPWG)规范，并且可接收任何Qi认证发射器件的充电。该演示板提供5 V输出，支持3 A电流，并且可兼容其他输出电压(高达18 V)，您只需选择适当的外部降压芯片，便可支持双电池单元或3电池单元器件。
15 W无线充电接收器实物截图：
7、多通道无线充电器系统设计
系统可由多个无线充电发射模块搭成成较大的充电平台，同时使用stm32F4discovery作主控，用迪文触控屏显示充电状态等信息并对充电平台进行控制。充电时具有异物检测功能和自动充断电功能，而且能耗少，效率高，并能同时对多个设备进行充电，使用方便。
目前市场上的无线充电设备较多，也比较成熟，但大多无线充电设备均定位于移动市场，基于万用表等类似的设备的无线充电设备几乎没有，因此我们针对实验室万用表使用现状，使用符合Qi协议的BQ500211芯片构成无线充电发送端平台，同时将BQ51013A组成的无线充电接收电路嵌入万用表中，实现万用表的无线充电。万用表采用可充电的8.4V方块充电电池供电，使用时无需对万用表更换电池，只需将万用表放在合适位置，即可实现实验室万用表无线充电功能，十分方便，随时可以充电，同时系统具有充完电自动断电功能，无需人为干预也能防止电池过充损坏。大大方便实验室的管理。
多通道无线充电器概述：
无线充电系统并使用现行较成熟的Qi无线充电协议，主要应用于实验室万用表等小功率用电器的供电充电中。系统可由多个无线充电发射模块搭成成较大的充电平台，同时使用stm32F4discovery作主控，用迪文触控屏显示充电状态等信息并对充电平台进行控制。充电时具有异物检测功能和自动充断电功能，而且能耗少，效率高，并能同时对多个设备进行充电，使用方便。
多通道无线充电器系统设计框图：
8、瑞萨R7F0C807无线充电发送器设计
本设计采用瑞萨16-bit MCU R7F0C807(20引脚，20MHz主频)，利用TAU(定时器)、AD转换器、I/O等模块实现智能无线电力传送功能
瑞萨R7F0C807微控制器采用了RL78内核，在该类产品上同时实现了高速处理性能与最低的功耗，并且拥有一系列低引脚数的广阔产品阵容，适用于消费产品应用。高精度±2%片上振荡器(TA = 0 + 40℃)使CPU运行达到20 MHz成为可能，同时内置了可选上电复位和看门狗定时器等功能，有助于系统实现更紧凑的尺寸和低功耗，使整个系统搭建成本更低。此外，R7F0C807内置实时输出控制电路，通过定时器的PWM输出方式可以同时实现8通道输出。有助于客户进行无刷直流电机控制和步进电机控制(同一时间控制两个)开发。
R7F0C807具有20个引脚的SSOP和SOP封装，以及4 KB至8 KB的闪存阵容，更适合于小型家用电器以及通用消费产品应用。
本设计采用瑞萨16-bit MCU R7F0C807(20引脚，20MHz主频)，利用TAU(定时器)、AD转换器、I/O等模块实现智能无线电力传送功能
特点：
智能电路传送
待机低功耗
过流保护
过温保护
电压检测
LED状态显示
9、基于TI低功耗可穿戴应用的无线充电器
TI 的 TIDA-00318 设计适合低功耗可穿戴设备，包括符合 Qi 标准的无线接收器 (bq51003) 和超低电流单节锂离子线性电池充电器 (bq25100)。其特色是：尺寸超小(5x15mm2)，支持 10mA~250mA 之间的充电电流和最低为 1mA 的终端电流。
当前设计适用于 135mA 充电电流。
结构设计框图如下：
特性
小尺寸：5x15(mm2)
充电电流可调：10~250(mA)
支持 1mA 充电终端电流
电池电流泄漏小于 75nA
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