[发明专利]一种无线充电接收端控制芯片架构

说明书

本发明公开了一种无线充电接收端控制芯片架构，包括多个通用输出入接脚、整流单元、直流电稳压输出单元、接收端流程控制单元、无线充电通信接口单元、系统主芯片通信接口单元、操作参数缓存器单元、流程控制缓存器单元，其中整流单元将接收端交流电转换成直流电源，经直流电稳压输出单元转换成直流输出电源，而接收端流程控制单元电气连接并控制其他单元的电气操作，可经由设定多个通用输出入接脚的位准为高或低而动态控制处理流程并决定特定流程的重复次数，藉以优化无线充电接收功能。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体为一种无线充电接收端控制芯片架构。

背景技术

随着电子工业技术的进步以及半导体制程的快速演进，使得可携式电子装置的功能日益多样且复杂，同时整体机构具轻薄短小的特点，非常便于随身携带，尤其是手机，不仅结合语音通话及数据传输功能，更经由普遍建置的无线通信或局域网络信道，隋时随地无线上网、社群连结，所以几乎已是人手一机的普及程度。

不过，可携式电子装置的内建电池的电量有限，必需时常充电，比如每天充电至少一次，再者，大量影音数据的上传、下载，更使得电力消耗大幅增加，此外，一般室内或户外场所并不容易找到充电插座，所以需要携带充电宝以隋时充电。但是充电宝本身体积大，增加携带上的不方便。

为解决充电上的不便，在通常技术中，已提供无线充电方案，手机只须配置无线充电接收模块连接至充电模块，即可藉靠近或贴附到具有无线充电发射模块的无线充电板而获得充电所需的电力，其中无线充电接收模块、无线充电发射模块是藉接收线圈及发射线圈之间的磁场相互感应作用而传送电力。

一般而言，无线充电发射模块包含发射线圈及发射端电源转控制器，而无线充电接收模块包含接收线圈及接收射端电源转控制器，其中发射端电源转控制器接收输入电源，比如USB电源或来自适配器的直流电源，经转换成发射端交流电源后，驱动发射线圈产生磁场，而由接收线圈藉感应而产生接收端交流电源，接着经接收射端电源转控制器接收并转换成直流输出电源。

为确保无线充电接收模块、无线充电发射模块之间稳定且可靠的电力传输，必须满足特定的电力传输协议，比如WPC(Wireless Power Consortium)或A4WP，因此发射端电源转控制器及接收射端电源转控制器必须同时具备电源控制管理及通信沟通的能力，通常都是利用微处理器或中央处理器藉执行特定韧体程序而实现。

此外，为避免会吸收磁场能量而发热的金属性异物插入发射线圈及接收线圈之间而影响无线电力传输，必须进行适当的处理，比如异物侦测(FOD)，主要是利用无线充电接收模块的发射功率及无线充电发射模块的接收功率之差额来判断。

以WPC为例，对于5W的应用领域，可藉执行BPP(Baseline Power Profile)协议而实现无线充电，而15W的应用领域，则依据EPP(Enhanced Power Profile)协议。不论是BPP或EPP，通信的方式在Logic层上是使用数据封包传送讯息，大致上是包含Preamble、Header、Message、Check Sum等封包。进一步而言，BPP包含4相态(Phase)，亦即Selection、Ping、ID/Configuration、Power Transfer，而EPP进一步包含额外的3个相态，亦即Negotiation、Calibration、Renegotiation，不同的相态必须配置相对应的封包，并由发射端或接收端发送、接收。发射端发送电力信号(Power Signal)至接收端，数据封包是经由适当调变电力信号而产生，比如发射端是利用FSK，而接收端是利用ASK。

此外，相对于数据封包的调变信号，电力信号变化速度是相当缓慢，而为平衡之间的差异，数据封包的发送时间以及前后二数据封包之间的时间间隔必需遵守协议所指定的范围。同时，考虑到应用环境的电气信号干扰，同一封包可能需要多次重复发送，藉以确保能被正确的接收，避免沟通失效。