一种无线充电接收端控制芯片架构制造技术

本实用新型专利技术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。

A Control Chip Architecture for Wireless Charging Receiver

【技术实现步骤摘要】
一种无线充电接收端控制芯片架构
本技术涉及无线充电
，具体为一种无线充电接收端控制芯片架构。
技术介绍
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(WirelessPowerConsortium)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(BaselinePowerProfile)协议而实现无线充电，而15W的应用领域，则依据EPP(EnhancedPowerProfile)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、CheckSum等封包。进一步而言，BPP包含4相态(Phase)，亦即Selection、Ping、ID/Configuration、PowerTransfer，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(PowerSignal)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。为符合无线充电的规范并配合应用环境，现有的无线充电技术都是使用微控制器或中央处理器(比如安谋ARMcore)，藉执行韧体软件，以控制交流电转换成直流电，同时达到发射端及接收端的相互通信，可确保电力传输的安全性，而输出的直流电源可用以对电池进行充电，或是直接驱动电气组件或装置，比如风扇、马达、灯具、蜂鸣器，等等。因此，上述的弹性操作方式，一般是由发射端及接收端的个别韧体程序解决。虽然发射端及接收端的个别韧体程序可藉已知的操作方式而相互沟通以实现通信功能，但是不同发射端及接收端之间很容易发生不兼容的问题，因为所采用的特定范围可能不一致，比如数据封包的时间间隔或重复次数，等等。当然，不同发射端及接收端的供应厂商如果能充分协商并互相交换彼此韧体的操作流成及参数内容，是可以解决上述不兼容问题，但问题在于个自有专属技术上的Know-how，是不可能轻易释出，所以无法乐观的认为所有厂商愿意充分的协商出一致性的共识以供正确修改韧体程序。另外一项问题是，一般的通用型微处理器的韧体是由应用方依据PCB上的组件特性及应用功能而撰写，所以这类的芯片供应厂商只是提供硬件平台而已，但是在无线充电领域，无线充电芯片不只是包含微处理器的IP而已，还包含各种数字IP及模拟IP，实质上是高度整合性的混合信号系统单芯片(SOC)，所以韧体本身是由芯片厂商提供，用以实现WPC的协议，并控制电源转换。显而易见的是，应用方如果需要依据应用特性而修改韧体时，必须由芯片供货商来进行，使得实务上非常不方便，而且应用方也不很愿意将PCB上的转属
技术实现思路
告知芯片供货商，再者，芯片供货商也不能释放本身韧体的操作细节给应用方。因此，很难有效解决不同应用环境下的韧体修改，这也是目前系统应用厂商在发发新产品时所面临到的最大瓶颈之一。再者，韧体软件必须保存在非挥发性内存(NVM)内以供读取、执行，比如OTP或MTP的闪存，或直接使用MASKROM，其中MASKROM的成本最低，但在芯片制作时即为固定而无法修改，OTP、MTP虽可在芯片制作后由应用方刻录韧体，不过芯片大小仍比ASIC还大，所以在芯片成本上仍高于ASIC，而且每一版的芯片都还须额外支付一定的授权费用。因此，很需要一种创新的芯片架构，利用流程控制缓存器单元搭配电路板的电气线路对多个通用输出入接脚设定的流程控制参数，以优化整体电源转换效率，改善异物侦测能力及准确性，进而有效解决上述通常技术的所有问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种无线充电接收端控制芯片架构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：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；所述整流单元，电气连接接收端线圈，用以接收该电力信号而转换成直流电源；所述直流电稳压输出单元电气连接该整流单元，用以接收该直流电源，并转换成该直流输出电源，以供应给充电单元；所述接收端流程控制单元电气连接该整流单元及该直流电稳压输出单元，并进行一流程控制处理，包含多个步骤，藉以控制该整流单元及该直流电稳压输出单元的电气操作；所述无线充电通信接口单元电气连接该接收端流程控制单元及接收端线圈，用以接收来自该接收端流程控制单元的多个接收端数据封包，并据以驱动该接收端线圈而将该等接收端数据封包以迭加在该电力信号上的方式传送至该发射端线圈，以及/或经由该接收端线圈接收迭加在该电力信号上且来自该发射端线圈的多个发射端数据封包，并传送至该接收端流程控制单元；所述系统主芯片通信接口单元电气连接该接收端流程控制单元及系统主芯片，用以供该系统主芯片对该接收端流程控制单元进行通信；所述操作参数缓存器单元，用以保存多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电接收端控制芯片架构,其特征在于：包括多个通用输出入接脚（1）、整流单元（2）、直流电稳压输出单元（3）、接收端流程控制单元（4）、无线充电通信接口单元（5）、系统主芯片通信接口单元（6）、操作参数缓存器单元（7）、流程控制缓存器单元（8）；所述整流单元（2），电气连接接收端线圈（11），用以接收该电力信号而转换成直流电源；所述直流电稳压输出单元（3）电气连接该整流单元（2），用以接收该直流电源，并转换成该直流输出电源，以供应给充电单元（10），所述充电单元（10）连接电池（13）；所述接收端流程控制单元（4）电气连接该整流单元（2）及该直流电稳压输出单元（3），并进行一流程控制处理，包含多个步骤，藉以控制该整流单元及该直流电稳压输出单元的电气操作；所述无线充电通信接口单元（5）电气连接该接收端流程控制单元（4）及接收端线圈（11），用以接收来自该接收端流程控制单元（4）的多个接收端数据封包，并据以驱动该接收端线圈（11）而将该等接收端数据封包以迭加在该电力信号上的方式传送至该发射端线圈，以及/或经由该接收端线圈（11）接收迭加在该电力信号上且来自该发射端线圈的多个发射端数据封包，并传送至该接收端流程控制单元（4）；所述系统主芯片通信接口单元（6）单元电气连接该接收端流程控制单元（4）及系统主芯片（12），用以供该系统主芯片（12）对该接收端流程控制单元（4）进行通信；所述操作参数缓存器单元（7），用以保存多个操作参数数据，并电气连接该接收端流程控制单元（4）和模/数转换器（14），供该接收端流程控制单元（4）经由该系统主芯片通信接口单元（6）而读取所保存的该等操作参数数据以传送至该系统主芯片（12），并供该系统主芯片经由该系统主芯片通信接口单元而覆写该操作参数缓存器单元所保存的该等操作参数数据；以及流程控制缓存器单元（8），保存多个流程控制数据，并电气连接该接收端流程控制单元以及该等通用输出入接脚的至少其中之一，藉所连接的该通用输出入接脚以选定该等流程控制数据的至少其中之一，并传送至该接收端流程控制单元；其中该接收端流程控制单元接收来自该流程控制缓存器单元的流程控制数据，用以切换一目前步骤至一另一步骤。...

【技术特征摘要】
1.一种无线充电接收端控制芯片架构,其特征在于：包括多个通用输出入接脚（1）、整流单元（2）、直流电稳压输出单元（3）、接收端流程控制单元（4）、无线充电通信接口单元（5）、系统主芯片通信接口单元（6）、操作参数缓存器单元（7）、流程控制缓存器单元（8）；所述整流单元（2），电气连接接收端线圈（11），用以接收该电力信号而转换成直流电源；所述直流电稳压输出单元（3）电气连接该整流单元（2），用以接收该直流电源，并转换成该直流输出电源，以供应给充电单元（10），所述充电单元（10）连接电池（13）；所述接收端流程控制单元（4）电气连接该整流单元（2）及该直流电稳压输出单元（3），并进行一流程控制处理，包含多个步骤，藉以控制该整流单元及该直流电稳压输出单元的电气操作；所述无线充电通信接口单元（5）电气连接该接收端流程控制单元（4）及接收端线圈（11），用以接收来自该接收端流程控制单元（4）的多个接收端数据封包，并据以驱动该接收端线圈（11）而将该等接收端数据封包以迭加在该电力信号上的方式传送至该发射端线圈，以及/或经由该接收端线圈（11）接收迭加在该电力信号上且来自该发射端线圈的多个发射端数据封包，并传送至该接收端流程控制单元（4）；所述系统主芯片通信接口单元（6）单元电气连接该接收端流程控制单元（4）及系统主芯片（12），用以供该系统主芯片（12）对该接收端流程控制单元（4）进行通信；所述操作参数缓存器单元（7），用以保存多个操作参数数据，并电气连接该接收端流程...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡玉屏，林崇仁，张培格，
申请(专利权)人：江苏元勋电子科技有限公司，南通原源电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32