移动设备的电源信号链

今天的电子产品正在从有线连接过渡到无线连接。这一趋势从手机和平板电脑等低压设备开始，发展到个人电脑和电动工具等高压设备。随着更高电压和功率的应用，这一趋势继续增长。电池技术和感应式电力传输（无线电力）的进步也在推动这一变化。电池的进步使产品能够以传统铅酸电池的一小部分重量保持更大的容量。

移动应用程序在设备空闲时对电池充电很容易受到机械疲劳的影响。无线电力技术在效率和传输的电量方面取得了显着进步，允许发射设备为移动设备的电池充电，同时也为移动设备供电。

图 1 – 便携式设备无线充电框图：

这个成功的组合（图 1）说明了 6V 至 16V 系统的系统框图。当移动设备未与无线发射器对接时，系统由电池供电。RAJ240045是一款具有微控制器和电池前端功能的设备。RAJ240045 是系统的大脑，支持 3 到 4 节锂离子电池。

作为一个功能块，RAJ240045 被编程以监控电池组的每个电池，测试电池电压、电池组电流和极端温度。如果满足任何极端条件，该设备将控制将电池连接到系统的功率 FET，确保电池和系统处于安全状态。该设备具有非常精确的电流测量（18 位）和检测脉冲放电电流的功能，从而使设备提高了电池组电流的采样率。这些功能可实现准确的电量计量。MCU 通过 I2C 通信、ADC 测量和 GPIO 控制和监视信号链的其余部分。

双向降压升压控制器连接到 RAJ240045。当系统连接到无线接收器 （W_RX） 时，电流从 W_RX 流向电池。电池通过 RAJ240045 调节电压并将电流钳制到电池输入。MCU 监控输入和输出电流，作为系统和冗余安全检查。ISL81401 具有电流、电压和温度的安全比较。电源良好引脚可用作快速状态报告的中断。

ISL81401是一款双向降压升压稳压器。当无线发射器 （W_TX） 未连接到系统时，电池为系统供电。电流从电池流向系统。调节节点位于无线充电输出和 ISL81401 的输入之间。功能块的其他部分考虑因素是ISL9238和ISL9241。这些部件具有数字编码的充电器算法，用于简化信号链。

降压升压控制器连接到无线接收器 （ P221-R ） 和系统。P9221-R 与P9242-R（无线发射器）配对，可向移动设备提供高达 15W 的功率，隔离电源效率为 87%。P9221-R 通过 I2C 和中断引脚连接到 RAJ240045 （MCU）。MCU 用于启用和终止与发送器的通信。MCU 还监控输出电压、负载电流和温度，以确定系统的运行状况。接收器输出电压通过电阻编程为 9V 或 12V。这些电压适用于 3 至 4 节电池系统。

无线芯片组具有异物检测 （FOD） 功能，可检测金属物体或任何改变传输到接收器的磁场的设备。周期性地，接收器和发射器通信以确定发射与接收的功率量。通过调制发射电流和电压以感应方式进行通信。如果出现无法解释的断电，则设置一个标志。芯片组具有对齐寄存器，指示接收设备在 x 或 y 方向上偏离发射器真实中心的量。该芯片组通过WPC1.2 3 行业标准。

在调节节点和 P9221-R 的输出之间需要一个 p 沟道 FET，以防止在禁用接收器或未连接发送器 （P9242-R） 时出现异常操作。PMOS 由 RAJ240045 控制。

该解决方案用于通过电力传输或电池为系统供电。该系统假定所有组件在物理上彼此相邻。其他系统是由位于电池和充电器上的电子设备构成的。两种解决方案都取决于最终应用。

通过这种新方法，瑞萨电子使合作伙伴和设计师能够加速他们的设计并通过我们的互补产品组合提供全面的解决方案。

审核编辑：郭婷