高功率300W无线充电量产化所需技术

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市售常见qi无线充电产品为透过线圈之间电磁感应进行电力传送,标准规格最大传送功率为15W,规范中线圈有多款规格,大部分量产品线圈尺寸在 50mm*50mm之内且感应距离在10mm之内的设计。无线充电产品商品化必需完成三项重点功能: 

1. Communications Protocol

2. Power transfer control 

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3. Foreign Object Detection 

在qi规范中针对三个重点功能都有明确规范与参考设计,惟该规范适用最大传送功率15W,超过此功率需要更先进的控制技术才能实现量产化。本文说明在相似的线圈尺寸与感应距离下将传送功率提升到300W将面临的技术困难与解决方法。

 

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1.  300W无线电力传输模块

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2.  300W 无线电力传输工作中

Communications Protocol

无线充电指电力由 Transmitter 发送到 Receiver 进行接收其电力传输不经过导体连接,来源电力输入到Transmitter电路驱动线圈转化成电磁能量,Receiver线圈接收电磁能量后于电路传化成电力输出,此技术又称为无线电力传输。Transmitter在没有侦测到Receiver状况下即待机状态不输出电力,会周期性的侦测是否有Receiver接近工作范围,Receiver接近工作范围后会反馈数据讯号到Transmitter进行识别,此数据内容即为兼容性之基础,通讯识别通过后Transmitter开启连续电力输出即电力传送状态,在电力传送过程中Receiver会不间断反馈数据码到Transmitter,当电力传送过程中Transmitter收不到数据码就视为Receiver离开工作范围,关闭连续电力输出返回待机模式。

目标识别的技术关键为数据码于线圈之间稳定传送,线圈之间传送电力也兼具通讯的功能在业界又称为in-band communications,于qi架构中资料码从Receiver反馈数据码到Transmitter是透过虚拟负载施加于Receiver线圈上,在电力传输过过程中Receiver线圈阻抗变化会反射到Transmitter线圈上使其讯号振幅改变;数据编码采用differential bi-phase encoding方式,即虚拟负载需要反复施加于线圈上使Transmitter线圈讯号有高低落差,Transmitter再透过电路与软件将其讯号译码。在通讯过程虚拟负载会施加于Receiver线圈持续一段时间使反射讯号产生落差区段,而虚拟负载大于传输功率越多所反射的高低落差越明显,虚拟负载动作的时间也会消耗额外的功率。

在qi产品中15W应用下此技术架构可以维持线圈之间通讯功能,但传输功率提高后也需要提高虚拟负载的强度才能维持通讯,产品上虚拟负载无法随着传送功率提高后无限制加大,部分提高功率后解决通讯问题的方法为外加通讯模块,透过其他无线通信方式进行数据传输,在业界又称为out-of-band communications,外加通讯模块会有配对验证问题与成本增加之缺点,产品为了实际应用简易与成本考虑偏好在电力传输线圈上完成通讯工作。

Fu Da Tong Technology从2008年开始投入无线充电技术研发,无线电力传送功率从最初的1W到2019年推出300W参考设计,经历了十年以上研发过程,所有技术都是一步一步往上提升,本文接续介绍历年研发成果到目前可量产化技术介绍。

在2018开始线圈上进行通讯技术研究,最初以充电器架构用电池当负载,在Receiver线圈到电池负载之间加入开关,利用控制开关来造成Receiver线圈阻抗改变,完成反馈数据之功能;利用电池当作负载进行调制其缺点为当电池接近充满电时会失去负载特性导致通讯失效,为了解决此问题提出了在线圈上建构虚拟负载进行讯号调制。参考图3.组件231为虚拟负载,组件132为解调制电路;参考图4. 说明透过调制期间长短来编码数据,每一个调制状态转产生高低落差区段换视为一个位,而每个区段的长度表示该位的数据内容为”逻辑0”或”逻辑1”。

 

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3.  United States Patent 8,412,963 FIG.3 (Applied in 2010)

 

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4.  United States Patent 8,412,963 FIG.9D (Applied in 2010)  

在线圈上使用虚拟负载进行讯号调制,当传送功率加大后发现使用负载调制期间会产生额外的功率消耗,故需要尽量缩短使用负载调制时间长度。参考图5. 为缩短使用负载调制时间后的非对称编码模式,非调制时间区段不消耗功率可以拉长使编码解果容易被辨识,在调制期间尽量缩短减少功率损耗。

 

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5.  United States Patent 8,810,072 FIG.18 (Applied in 2011)

到了2012年开发新型编码机制,该技术沿用至今;参考图6.为计时同步行编码技术,Receiver在线圈上用极短的时间透过调制产生讯号脉冲,Transmitter收集脉冲讯号进行译码,本技术重点在于编码时序同步,Receiver与Transmitter都依循定时器同步化进行数据传送,正确的调制脉冲只会在预先安排的容许时间区段内出现,若在容许时间区段之外出现的脉冲讯号将会被视为噪声排除。此编码技术取得两大优点:1.利用非常短暂调制操作时间产生脉冲,调制动作所产生的消耗功率大幅下降。2.只在预期的时间解析讯号,预期时间外的噪声都会排除,所以具有抗噪声能力。利用此编码技术已经可以在超过100W的系统上完成线圈间数据传送功能。

 

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6.  United States Patent 9,048,881 FIG.17 (Applied in 2012)

建立虚拟负载用意在于改变Receiver线圈上阻抗使其反射到Transmitter线圈使其讯号产生变化,虚拟负载与传送功率差距越大其反射效果越明显,举例说明:传送功率10W下,用来调制讯号的虚拟负载等效为20W就可以产生明显的讯号波动;当传送功率提高到100W后若要维持调制讯号要明显识别其虚拟负载要远高于等效100W,这样额外增加的电力消耗是不切实际的。而目标是改变Receiver线圈上阻抗,也就是除了增加虚拟负载之外也可以降低负载来达到调制效果;参考图7.区块23为半桥同步型整流器,在整流器上加上组件236、238控制整流器操作,可以在调制期间暂停整流器运作,达到短时间降低负载之功效,此技术在提高传输功率后依然可以维持线圈数据讯号传送功能,且降低了调制期间的功率损耗。

 

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7.  United States Patent 9,075,587 FIG.2 (Applied in 2012)

计时同步型编码方式其每笔数据区段都有固定的时间长度,参考图8.为本技术中范例每隔 50ms传送1笔数据,译码功能也都在预期的时间范围被启动,在此技术中非预期时间所收到的噪声都会被滤除,此技术可以有效提高抗噪声能力,在无线充电中Receiver输出端负载变化也会改变线圈阻抗,Transmitter线圈上的讯号除了来自Receiver调制数据之外也包含很因为负载或其他因素造成的噪声,本技术完成在于可以过去噪声取出正确数据码的任务。

 

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8.  United States Patent 9,600,021 FIG.19 (Applied in 2013)

Receiver透过短时间的调制动作,其调制讯号在Transmitter线圈上为小区段抖动现象,参考图9.与图10.此为利用硬件电路将抖动讯号区段转换成电压波动讯号用于译码。

 

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9.  United States Patent 9,831,687 FIG.7 (Applied in 2015)

 

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图10.  United States Patent 9,831,687 FIG.8 (Applied in 2015)

质量稳定的调制讯号才能建构质量稳定的数据传送,参考图11.为Receiver上于线圈两端交替调制之技术,锁定线圈上开关讯号安排固定谐振周期数的数据调制。使调制讯号质量稳定,且交替调制可以只暂停其中一个整流相位工作,未暂停的整流相位可以继续接收电力,在数据调制过程中可以维持电力输出。

 

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11.  United States Patent 10,038,338 FIG.7 (Applied in 2015)

在Transmitter线圈上的调制讯号需要透过解调制技术还原数据码,传统技术为使用滤波器从频率较高的线圈谐振讯号中取出频率较低的调制讯号;而滤波器性能有限是此系统中最大弱点,当功率提高后线圈讯号振幅变化量大,滤波器很难在讯号变化量大状况下精确运作,滤波器在操作中灵敏度也无法动态调整,滤波器也很难精确处理调制讯号与噪声混合讯号。参考图12. 13. 从2014年开始研究无滤波器讯号解调制方式,处理器以驱动器输出频率即谐振周期为时基进行讯号解析,线圈讯号输入到比较器产生触发讯号,以驱动器频率为基础将其触发讯号存入微处理器内部存储器中后,再透过软件解析数据码。此技术将无线充电中解调制技术进化成高度程序化于操作期间可随讯号状态自动调整机制,提升在大功率无线电力传输下线圈之间的通讯可靠度。

 

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12.  United States Patent 9,671,444 FIG.9 (Applied in 2014)

 

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13.  United States Patent 10,056,944 FIG.3 (Applied in 2014)

参考图14. 15.  透过Receiver上的交替调制反馈到Transmitter线圈上会产生Jitter,此短暂讯号有异于常见的负载噪声,在讯号解析中容易提出特征提供数据译码用,本技术Receiver操作调制的等效虚拟负载很小,其讯号Jitter振幅也相对较小,在2016开发出可以精确解析Jitter的讯号技术,该技术可以分离正确调制讯号与负载产生噪声。

 

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14.  United States Patent 10,574,095 FIG.3 (Applied in 2019)

 

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15.  United States Patent 10,312,748 FIG.2 (Applied in 2016)

无滤波器讯号解析是基于每个驱动周期都解析出触发讯号存入内存中再进行分析译码动作,举例驱动频率为100KHz则每秒钟会有10万笔触发数据,如此庞大的数据量需要高效率的译码程序进行数据分析,参考图16.透过定时器拆解每个区段触发数据,再统合进行数据码还原,技术中利用计时同步型数据编码与译码技术,将在非安排时序所发生的噪声干扰进行排除。

 

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16.  United States Patent 10,574,095 FIG.5 (Applied in 2019)

关于无线电力传送线圈之间的数据编码与译码技术,Fu Da Tong Technology已取得18张相关专利,专利号码、名称、取得日期列于以下:

  • 8,098,043 Induction type power supply device(January 17, 2012) 
  • 8,412,963 Power supplying and data transmitting method for induction type power supply system(April 2, 2013) 
  • 8,810,072 High-power induction-type power supply system and its data transmission method(August 19, 2014) 
  • 8,941,267 High-power induction-type power supply system and its bi-phase decoding method(January 27, 2014) 
  • 8,981,600 Low-loss data transmission method for high-power induction-type power supply system(March 17, 2015) 
  • 9,048,881 Method of time-synchronized data transmission in induction type power supply system(July 2, 2015) 
  • 9,075,587 Induction type power supply system with synchronous rectification control for data transmission(July 7, 2015)
  • 9,600,021 Operating clock synchronization adjusting method for induction type power supply system(March 21, 2017) 
  • 9,600,022 Operating clock synchronization adjusting method for induction type power supply system(March 21, 2017)
  • 9,671,444 Current signal sensing method for supplying-end module of induction type power supply system(July 6, 2017)
  • 9,831,687Supplying-end module for induction-type power supply system and signal analysis circuit therein(November 28, 2017)
  • 10,038,338 Signal modulation method and signal rectification and modulation device(July 31, 2018) 
  • 10,056,944 Data determination method for supplying-end module of induction type power supply system and related supplying-end module(August 21, 2018)
  • 10,312,748 Signal analysis method and circuit(June 4, 2019) 
  • 10,574,095 Decoding method for signal processing circuit and signal processing circuit using the same(February 25, 2020)
  • 10,587,153 Intruding metal detection method for induction type power supply system and related supplying-end module(March 10, 2020)
  • 10,594,168 Intruding metal detection method for induction type power supply system and related supplying-end module(March 17, 2020)
  • 10,686,331 Signal modulation method and signal rectification and modulation device(June 16, 2020)。

Power transfer control

无线电力传输能量从Transmitter到Receiver,操作目标为Transmitter提供能量满足Receiver后端负载所需;Receiver负载需求大功率就提高Transmitter发送能量,Receiver负载需求小功率就减少Transmitter发送能量。在实作产品中Receiver线圈到输出负载之间都会配置稳压器,发送能量过大会使Receiver端所配置的稳压器会承受较多转换损耗,若发送能量过小会导致负载接收到能量比设计预期的短少。

另外Transmitter线圈与Receiver线圈之相对位置也会影响能量传送效率,当线圈之间相对距离拉大后,Transmitter就需要发送更多能量来补足Receiver负载的需求,反之距离缩短后Transmitter必须降低输出功率避免Receiver承受额外的功率,Transmitter过大的能量发送会导致Receiver硬件损坏。

在qi规格内功率调节是依靠从Receiver反馈 “Control error message” 讯息到Transmitter进行调节功率大小,此机制有两项缺点:其一为调节速度慢,数据传输速度有限制,每次功率调节都需要先完成数据传输后才能进行、另外一个缺点为在负载功率大幅变动的状况下线圈之间的通讯功能容易被中断,当通讯中断时也无法调节功率输出,这两个缺点导致应用该技术的实作产品对应动态负载的能力不足。

Fu Da Tong Technology 于功率调节提出多项创新技术,将线圈传送能量优化、不需通讯数据快速进行功率调节、线圈相对距离侦测优化功率调节。参考图17. 18. 于开发初期透过输出到驱动器的频率控制、驱动器电压控制

调节Transmitter上输出功率大小。

 

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17.  United States Patent 8,417,359 FIG.13 (Applied in 2010)

 

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18.  United States Patent 8,519,667 FIG.4 (Applied in 2011)

参考图19. 用调节驱动器频率改变输出功率的技术可控制动态范围很大,设计上驱动频率都会比线圈上谐振频率高,操作降低驱动频率就会提高功率输出,操作降低驱动频率若低于线圈谐振点,输出功率就会开始下降,在Fu Da Tong Technology 的技术中透过算法会避免驱动频率在调整过程中比谐振点频率低,使系统保持稳定运作。

 

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19.  United States Patent 8,772,979 FIG.8 (Applied in 2011)

Transmitter收到来自Receiver功率需求讯息后开始调节功率大小,而输出功率大小是由Transmitter 线圈上谐振讯号之振幅大小决定,谐振讯号之峰值电压为可量化的输出功率,该讯号为约100KHz的交流讯号其频率会因系统运作改变,在传统技术中要检测该电压是透过检波电路进行采样,但该讯号频率不固定且动态范围大,透过检波电路采样后精准度偏低;而算法取得精确线圈电压为计算功率调节之基础,精准度差的线圈电压量测就无法精确控制功率输出,另外检波电路输出会有所延迟,透过检波电路量测的电压值会反应较慢,在功率调节为改变驱动条件后侦测线圈电压变化,在判断是否需要继续调节还是已经调节完成,延迟量测结果会导致控制响应速度变慢。

参考图20. 21. 提出一种没有检波电路的谐振讯号峰值电压量测技术,该技术透过谐振讯号偏移侦测,将Analog-to-digital converter触发转换时间设定在波峰位置,可以精准量测线圈峰值电压,每一个谐振周期都可以取出当下量测值没有延迟缺点,此技术提供精确电压值给计算功率调节使用,可以精确且快速将功率调节到目标值。

 

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20.  United States Patent 9,960,639 FIG.3 (Applied in 2015)

 

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21.  United States Patent 11,128,180 FIG.1 (Applied in 2017)

功率调节需要两个关键参数,量测输出值与目标输出值,量测输出值是指最新的功率输出量测数据,比对所设定目标输出值后决定要增加或减少功率输出。先提到的技术为收到来自Receiver功率需求讯息后开始进行功率调节,而传送讯息是从Receiver侦测功率需求后经由线圈之间调制与解调技术,再由Transmitter解碼判断内容决定调节功率目标,这个过程以目前市售产品的技术每秒最多只能执行20次功率调整,这样的响应速度无法对应动态负载需求。参考图22.为侦测线圈负载状态技术,量测谐振波形峰值位置,比对驱动时序后可以计算出线圈负载状态,再由线圈负载状态后透过驱动讯号相移调节技术调整功率,该侦测到调节的速度可缩短到一个谐振周期可以完成,以驱动频率100KHz的系统来说功率调节速度可达到每秒10万次,调节速度比先前技术的快数千倍。

 

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22.  United States Patent 10,153,665 FIG.7 (Applied in 2017)

无线充电中Transmitter线圈与Receiver线圈相对位置并不固定,线圈相对远近与错位偏离距离都会影响传送效率,举例以Receiver输出负载为固定,当线圈相对距离较远或错位距离较长都会使效率变差,效率差表示Transmitter需要传送更大的功率才能满足Receiver负载需求,效率变差也表示Transmitter额外增加的传送功率被损耗。参考图23. 为线圈相对距离与错位示意图,为了优化线圈传送效率,需要技术能量测线圈相对位置提供给系统判断功率调节所用,线圈与电容构成谐振电路会有一个谐振频率,实作中操作过程电容会产生的偏差量很小可以忽略,但线圈的电感量会因为邻近磁性材料接近而改变,电感量改变后就会影响谐振频率,透过谐振频率侦测就可以计算出线圈的相对位置,取得此讯息就可以优化功率调节的操作。

 

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23.  United States Patent 10,673,287 FIG.2 (Applied in 2019)

关于无线电力传送功率控制相关技术,Fu Da Tong Technology已取得10张相关专利,专利号码、名称、取得日期列于以下:

  • 8,217,621 Frequency modulation type wireless power supply and charger system(July 10, 2012)
  • 8,417,359 Power transmission method of high-power wireless induction power supply system(April 9, 2013) 
  • 8,519,667 Mobile wireless charger system(August 27, 2013)
  • 8,772,979 Method for power self-regulation in a high-power induction type power source(July 8, 2014) 
  • 8,860,365 Inductive charging method for vehicles(October 14, 2014)
  • 9,045,050 Inductive charging method for vehicles(June 2, 2015)
  • 9,628,147 Method of automatically adjusting determination voltage and voltage adjusting device thereof (April 18, 2017)
  • 9,960,639 Supplying-end module of induction type power supply system and voltage measurement method thereof(May 1, 2018)
  • 10,153,665 Method for adjusting output power for induction type power supply system and related supplying-end module(December 11, 2018)
  • 10,673,287 Method and supplying-end module for detecting receiving-end module(June 2, 2020) 。

Foreign Object Detection 

在无线电力传输过程中线圈之间金属异物是最大安全问题,在IPC (International Patent Classification)提出该对应技术的专门分类 ”H02J 50/60 •responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings [2016.01]” ,可见该技术在产品中是非常重要的项目,在侦测到线圈间有危害安全的物体就会停止电力传送直到排除危害后才会重新启动电力传送。在qi规格中提出两种FOD技术:power loss accounting 与 Quality Factor;power loss accounting为在电力传送过程中监测Transmitter输出功率与Receiver接收功率的差值,假设线圈之间有金属异物存在,该金属异物就会吸收部分能量导致差值变大,这种做法在小功率适用,但功率提高后就会无法操作;举例说明Receiver接收功率5W,传送效率因为线圈相对位置影响可能效率约60%~70%,所以Transmitter输出功率可能介于7.1W~8.3W之间,计算差值为2.1W~3.3W,在正常操作过程的差值偏移量为1.2W,如果线圈之间加入了一个吸收2W能量的金属异物,其增加的差值大于正常操作1.2W差值偏移量就容易判别有金属异物存在,同样的条件将接收功率提高10倍来看正常操作过程的差值偏移量会高达12W,若为一个吸收2W的金属异物产生差值就无法判断是因为线圈偏移产生的差值还是金属异物所造成,此技术也无法检测吸收功率较小的物体例如回形针,这类物体吸收能量小但温度累加后还是会有燃烧风险。Quality Factor为在电力传输前量测线圈质量状态,但线圈出厂后质量并不固定所以此方法需要校准调整,另外此技术也需要额外的检测电路。

  Fu Da Tong Technology从2010开始研究Transmitter线圈上的金属异物判别技术,此技术为无线充电领域最困难的开发项目。参考图24. 于2013年发展早期技术,在无线充电传输过程中的线圈振幅建立参考曲线,在电力传送过程中比对当前电压与参考曲线的偏差量,若有金属异物侵入就会使线圈振幅异常变化,比对后可以判别金属异物。

 

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24.  United States Patent 9,413,197 FIG.5 (Applied in 2013)

参考图25.观测暂停驱动器切换输出电位期间谐振讯号衰减变化。到了2014年发现驱动操作中的线圈谐振讯号在停止驱动时会进入自谐振状态,讯号振幅会逐渐衰减,衰减速度由因线圈周围阻力所影响,当周围有金属物时会吸收线圈谐振期间产生的电磁能量使谐振衰减速度变快,此特征为物理现象,技术的关键在于如何量测讯号衰减状况进而判别金属异物存在。

 

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25.  United States Patent 10,114,396 FIG.5B (Applied in 2015)

参考图26. 取出电力传送过程中自谐振讯号衰的实作技术,关闭驱动器后线圈会开始自谐振,其谐振频率由线圈自身电感量与搭配电容所构成,该谐振频率会因线圈电感量变化而改变。在停止驱动后必须先量当下测谐振频率才能捕捉到后续自谐振的衰减峰值,必须取出多个峰值电压才能计算衰减速度后判别是否有金属异物入侵。

 

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26.  United States Patent 10,289,142 FIG.7 (Applied in 2016)

在Transmitter待机下尚未与Receiver感应进行电力传送之前,Transmitter也透过短暂驱动后观测自谐振衰减讯号判别Transmitter线圈上是否有金属异物。参考图27.为待机下自谐振讯号量测,Transmitter线圈周围若金属异物就会让自谐振讯号快速衰减,此技术判别非常灵敏可以容易找出有危害的细小金属,当发现有金属异物就不会启动无线电力传送确保安全。

 

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27.  United States Patent 10,587,153 FIG.4 (Applied in 2018)

在电力传送过程中,暂停驱动器后观测线圈自谐振衰减的速度后再重新接合驱动继续传送电力,实作为非常困难的技术;举例以100KHz谐振频率,暂停驱动到重新接合驱动整个过程不会超过万分之一秒,即使只暂停驱动万分之一秒也会影响到无线电力传送的效能。参考图28.为实作中暂停驱动器、侦测衰减讯号速度,重新接合驱动输出,此操作需要透过程控,利用算法处理讯号判别金属异物侵入状态,若有金属异物侵入就会切断电力传送确保安全。

 

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28.  United States Patent 10,594,168 FIG.4 (Applied in 2019)

除了金属异物之外,NFC装置也是容易被误置于线圈上的异物,NFC装置内有天线,无线电力传送的能量对其天线来说过于强大,只要一启动无线电力传输就会使线圈上放置的NFC装置烧毁,业界做法是为了要侦测NFC装置于Transmitter上安装NFC专用模块进行侦测,此作法会增加硬件成本。参考图29.为一种使用简单组件搭配算法可以检测NFC装置的技术,是可量产的低成本NFC检测技术。

 

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29.  United States Patent 10,615,645 FIG.1 (Applied in 2019)

关于无线电力传送之中Foreign Object Detection相关技术,Fu Da Tong Technology已取得8张相关专利,专利号码、名称、取得日期列于以下:

  • 9,413,197 Inductive power supply system and intruding metal detection method thereof(August 9, 2016) 
  • 10,114,396 Induction type power supply system and intruding metal detection method thereof(October 30, 2018) 
  • 10,289,142 Induction type power supply system and intruding metal detection method thereof(May 14, 2019)
  • 10,615,645 Power supply device of induction type power supply system and NFC device identification method of the same(April 7, 2020) 
  • 10,630,113 Power supply device of induction type power supply system and RF magnetic card identification method of the same(April 21, 2020)
  • 10,630,116 Intruding metal detection method for induction type power supply system and related supplying-end module(April 21, 2020)
  • 10,951,063 Supplying-end module of induction type power supply system and signal detection method thereof(March 16, 2021)
  • 11,128,180 Method and supplying-end module for detecting receiving-end module(September 21, 2021) 。

Coil Design

无线电力传输是透过线圈传递,线圈依需求修改设计改变感应范围、提高传送效率,功率提高后线圈设计关键在于平均能量分布与降低发热损耗。

参考图30.为一种长条形线圈结构,运用于狭长装置使用。

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30.  United States Patent 8,754,609 FIG.2 (Applied in 2012)

参考图31.为一种高功率无线电力传输模块设计,整合线圈与电路板散热的强固结构。

 

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31.  United States Patent 10,600,547 FIG.1 (Applied in 2018)

参考图32.为一种线圈绕置方法可以使能量平均分布,可以解决线圈加大后线圈相对距离过近的状况下能量过于集中的问题,此设计可以达到在各种线圈相对位置都能维持高效率的设计。

 

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32.  United States Patent 10,643,787 FIG.4 (Applied in 2018)

关于无线电力传送之中Coil Design相关技术,Fu Da Tong Technology已取得6张相关专利,专利号码、名称、取得日期列于以下:

  • 8,729,854 Slot-type induction charger(May 20, 2014) 
  • 8,754,609 Wireless charging coil structure in electronic devices(June 17, 2014) 
  • 10,002,707 Induction coil structure for wireless charging device(June 19, 2018) 
  • 10,600,547 Induction type power supply system and coil module thereof(March 24, 2020)
  • 10,643,787 Induction type power supply system and coil module thereof(May 5, 2020)
  • 10,784,042 Induction type power supply system and coil module thereof(September 22, 2020)

高功率无线充电技术要量产会遇到一些阻碍;实际生产线圈质量难以控制,需要可以适应线圈偏差的算法调整功率控制、需要精确的金属异物检测方法才能确保使用者安全使用、线圈之间的通讯技术需要可靠才能稳定运作;这些技术需要多年投入研发才会有成果,而目前这些技术已经都整合到IC之中,产品开发者取得IC之后只要依循参考设计就能将此技术加入量产成品之中。

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国产无线充电芯片的技术和应用分析

自从100年前物理学家尼古拉·特斯拉提出无线电力传输的构想,“无线充电”技术已经取得了极大的进步,但在商业化应用方面一直进展缓慢。直到最近几年手机无线充电流行起来,“无线充电”这一技术才为大众所熟知,在帮助手机用户摆脱线缆纠缠的同时,开始渗透到更多应用领域,小至TWS耳机和微型IoT传感器,大至厨房电器和电动汽车。

高功率300W无线充电量产化所需技术

市售常见qi无线充电产品为透过线圈之间电磁感应进行电力传送,标准规格最大传送功率为15W,规范中线圈有多款规格,大部分量产品线圈尺寸在 50mm*50mm之内且感应距离在10mm之内的设计。

无线充电中精确的异物侦测

无线充电为供电端(以下简称 TX)以电磁波形式传递能量到受电端(以下简称RX),即电力不经过导体由TX传送到RX。其电磁波能量依操作频率之特性对介质有不同反应,市售无线充电产品其工作频率不超过10MHz

为什么无线充电那么火,现实中却很少人用?

在配备无线充电成为大势所趋之后,很多人都觉得不支持无线快充的手机不能算是真正的顶级旗舰。由此可见用户对无线快充有多重视了。然而与此相反的是,别看无线快充很火爆,但为什么现实中却很少看到人们使用无线快充呢?

首款AR隐形眼镜要来了!能闭眼看片,还能无线充电

据外媒报道,美国初创公司Mojo Vision开发的自家首款隐形AR眼镜的相关原型已经通过了毒理学检测。如果一切顺利,Mojo Vision有望于今年公布一款功能齐全的隐形AR眼镜原型装置。目前,市面上尚未出现类似的产品。

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