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2020年3月 7日 (土)

Qi(チー)ワイヤレス充電器は、実は送・受信機だっだ(記事)

ワイヤレス充電に興味があったので色々しらべてみました。

(本来目的は、作成したキットがワイヤレス充電出来たら楽だろうと言う発想。)

Qiの回路構成例

およそ以下の図の通り。

Qi

規格

ワイヤレス充電は、主にQi規格とPMA規格の2つがあり、仕様は微妙に異なる。

Qiの名前の由来は、名称の由来は中国語の「気」からきているようである。

通信規格

項目 規格 備考
通信方式 受電側から送電側への単方向通信  
変調方式 後方散乱変調 受電側での負荷を変動させることによる2値ASK 。詳しくは後述
使用周波数

Qi  110kHzから205kHz
PMA 100kHzから200kHz


アマチュアバンド135KHz帯(135.7から137.8KHz)と被っている。

通信速度 2kbps
スタートビット:1
パリティビット:ODD
ストップビット:1
 
通信内容(抜粋)

・受電量の必要量に対する差分
・送電停止要求
・受電中の電力
・携帯機器の充電率
・受電側の識別情報
・機器固有の情報


受電側は定期的にパケットを送り返さないと異物と判断され送電がストップする事がある。
これは、自作派にとっては、敷居が高い。

通信距離 数mm

 

後方散乱変調
RFIDにも使われている変調方式。受電側(送信側)から送電側(受信側)への単方向通信(ASK:)となる。

無線通信では、出来ない接触型デバイス特有の変調方式ですね。

  • 送信側は、信号は2値ASKで変調する。(0:振幅小、1:振幅大)変調信号は充電制御回路に送られ電流の大小に変換される。 
  • 受信側は、コイルを通して送信側の負荷の変化を、信号の変化として検知し復号する。
  • 送受信間にアンテナや高周波AMPなどが不要で、簡易な回路で通信できるのが特徴。
    Qi2

アマチュアバンドとの被り

アマチュアバンド135KHz帯(135.7から137.8KHz)とモロに被っている。通信距離が数mmとは言え無線機の近くに有る場合は注意が必要です。

自作への課題

自作でQi規格の充電器を使おうとしたら、少なくても対応の受電ICを付けなければならない。

また、ある程度大きな電力を必要とする場合は、コイルも大型の物になります。

Qi対応パーツ(キット)

製品名 販売店 価格 概要
実装済みワイヤレス受電モジュール 
[TSD-J5W]
aitendo 590円(税別)

実装済みワイヤレス受電モジュール、Qiマーク表示のあるワイヤレス送電器とペアで使用してください。
受電モジュールのVO/GND端子から5Vの電圧が出力されます。
送受電コイル間距離:4mm、出力電圧:5V、出力電流:10〜800mA、寸法: 基板34x19mm / コイル40x29mm

国産実装済みワイヤレス受電モジュール 
[AT40WR]
aitendo 1,250円(税別)

YOSUNジャパン社製、国産実装済みワイヤレス受電モジュール、Qiマーク表示のあるワイヤレス送電器とペアで使用してください。
受電モジュールのVO/GND端子から5Vの電圧が出力されます。
送受電コイル間距離:4mm、出力電圧:5V、出力電流:10〜800mA、寸法: 基板30.2x20.1xt2.9mm / コイル31.0x49.0xt1.0mm

BD57011AGWL-E2 不明 不明 ローム製ワイヤレス給電制御IC、製造メーカー向きのサイトは有るが個人向けや小ロットの販売が有るかは不明です。古い製品なのか、本家ロームのサイトからは、詳細が見えませんでした。
BD57015GWL
F.Wave 【高速充電】 Qi 充電 レシーバー ワイヤレス充電 amazon 898

ワイヤレス充電「 Qi 」規格 / 無線充電アンテナモジュールパッチ。
Qi充電器で使用するためのアダプター
出力:
1000mA
対応機種:Androidスマートフォン用、端末のUSB端子が台形です。

 

 

 

 

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