无线充电MCU-HT66FW2230教育课程V04-20150401-简体

HOLTEK新产品训练课程无线充电专用MCUHT66FW2230教育课程(V02)廖智民liam@.tw吴冠亿edwardwu@.twCONTENTS无线充电市场简介Qi系统简介HT66FW2230IC与方案HT66FW2230韧体系统Q

&

ACONTENTS无线充电市场简介HT66FW2230无线充电市场趋势2014年全球无线充电产品出货约5,000万套，发射端与接收端比例约1:1IHS预估2015年将突破1亿套，2018年可望扩增至7亿套。从2013的2亿美元市场，到2018将达到80亿美元，成长约40倍。瑞典公司Ikea推出的无线充电家具种类有台灯、桌灯和立灯等灯具。三星与

Ikea合作，GalaxyS6系列手机能跟Ikea充电家具进行无线充电。2014美国星巴克于旧金山湾200家分店提供无线充电服务。原厂手机背盖已有接收端，带动发射端(Tx)市场持续成长。手机大厂将无线充电列为标准配备穿戴式产品需防水/防尘，

无线充电为最佳解决办法无线充电联盟简介注:由于PMA与A4WP市占率小于8%，故两联盟已宣布互相授权技术CONTENTSQi系统简介Qi无线充电系统配置Source:TUVQi无线充电原理讯息译码：由Rx透过AM调变单向发送给Tx功率控制：根据讯息调整PWM频率达到功率调整异物侦测：温度侦测与传输功率计算Transmitter(Tx)Receiver(Rx)Qi功率控制概念谐振点F

=

1/(2π√(LxC))

=

100kHz振幅较小输出振幅中心输出振幅较大输出振幅设计目标谐振L和C值较低频率中心频率工作频率较高频率Qi发射端线圈属性单线圈:需较精准的摆放位置三线圈:允许的摆放位置较大线圈矩阵:允许的摆放位置最大Source:TUVQi通讯封包格式11bitstotransmitonebyte1Startbit(always=‘0’)8Databits1Paritybit1Stopbit(always=‘1’)Qi通讯封包完整组成完整封包组成Preamble(11~25bits,all=‘1’)Header(1byte)Message(1~27bytes)Checksum(1byte)CONTENTSHT66FW2230IC与方案HT66FW2230

简要规格PartNo.Input

ClockInputVoltageProgram

MemoryData

MemoryData

EEPROMIOExt.

Int.A/DTimer

ModuleI2CDemodulationOCPClockGen.StackPackageHT66FW223020MHz4.0V~

5.5V4K16128864821212-bit

810-bit

CTM1

10-bit

STM11111828SSOPDemodulation:DemodulationforwirelesspowercommunicationsignalOCP:OverCurrentProtectionwithcurrentmeasurementClockGen:ClockgeneratorwithPLL(100kHz~220kHzin100Hzsteps)HT66FW2230详细规格(1/2)FunctionSpec/NumberDescriptionMCUCoreHoltek8-bitCoreOperatingVoltage4.0V~5.5VOperatingTemperature-40°C~+85°CFlashMemory

4K16SRAM

128BytesEEPROM

64BytesSystemClockMax.20MHzSystemClockOscillatorsHigh-SpeedCrystalHigh-SpeedInternalRCLow-SpeedInternalRCHXT

:

20MHzHIRC:20MHz±2%@5V,25°CLIRC:32kHz±10%@5V,25°COperationModeNormal/Slow/Idle/SleepExternalInterrupt2A/D12-bit8Conversionrate125KspsI/OPorts21HT66FW2230详细规格(2/2)FunctionSpec/NumberDescriptionTimerModule10-bitCTMx110-bitSTMx1I2C1LVR4levels:2.1V,2.55V,3.15V,3.8VLVD7levels:2.2V,2.4V,2.7V,3.0V,3.3V,3.6V,4.0VWatchdogOCP11.Build-inOPA+Comparator+DAC2.用于量测线圈电流&过流保护Demodulation11.Build-inOPA+Comparator+DAC2.OPA,Comparator可出pin外接R,C作bandpassfilter,作为解碼用途ComplementaryPWMwithdeadtime1DirectlydrivepowerMOSwithdeadtimecontrolClockGenerator11.WithPLL2.Freq.O.Prange:100K~220K,

100Hz/step.HT66FW2230

PinAssignmentComplementaryPWMwithdeadtimeDemodulationInputDemodulationOutputADCandOCPInputHT66FW2230BlockDiagramHoltek

8-bitMCUCore4KWFlashMemory128BytesSRAMPLLI/OINTTimerModuleI2CHXT/HIRC/LIRCA/D

12-bitPower

VoltageOCPPower

CurrentCommunicationSignalL,CTankDemodulationClockGeneratorTemperature64BytesEEPROMCrystalHT66FW2230系统方块图HT66FW2230开发工具e-Link+OCDSEVe-Link+HT66FW2230Writere-WriterProe-SocketESKT28SSOPCESKT28SSOPCHT66FW2230

Qi无线充电方案HT66FW2230(28SSOP)效能版方案精简版方案

方案主要IC差异差异说明效能版方案(1)HT66FW2230withHXT

(2)TIINA199(电流量测for功率)x1

(3)LM324(电流解碼)x1

(4)TPS2885(Gatedriver)x2

(5)NMOSx4(1)电路组件使用较多,追求产品效能优化

(2)外挂LowoffsetOPA,降低电流侦测电阻,提高效率

(3)外挂电流讯号解调,搭配IC内部OPA+CMP作电压讯号解调,产品兼容性优化

(4)使用gatedriver,推NMOSx4,提高效率精简版方案(1)HT66FW2230W/OHXT

(2)PMOSx2,NMOSx2(1)电路精简，追求最佳成本

(2)电流量测以内建OCP取代外部电流量测电路

(3)IC内部OPA+CMP作电压讯号解调.

(4)直推MOS,PMOSx2+NMOSx2HT66FW2230效能版方案HT66FW2230精简版方案HT66FW2230

DemoBoard-效能版效能版DemoBoardMaximumOutputPower5WDC5VInput-MiniUSBLowerStandbyCurrent1mAEfficiency72%IntegratedProportional-intergral-differenctialAlgorithm-PIDUsesWPCA11TypeCoilFrequencyControlFull-BridgeDriverPassedWPCQiCertificationHT66FW2230Power

MOSGateDriverA11Type

CoilTemperatureSensorDC5V

InputHT66FW2230

DemoBoard-精简版MaximumOutputPower5WDC5VInput-MiniUSBLowerStandbyCurrent1mAEfficiency71%IntegratedProportional-Intergral-DifferenctialAlgorithm-PIDUsesWPCA11TypeCoilFrequencyControlFull-BridgeDriverHT66FW2230DC5V

InputPower

MOSA11Type

CoilTemperatureSensor精简版DemoBoardHT66FW2230转换效率比较HT66FW2230竞争优势专为WPCQI规范设计的整合型ASSPMCU整合功能有高解析的频率输出,让功率控制更加平顺.通讯译码电路.电流量测电路.保护功能–过流/过压/过温保护以及FOD(异物侦测)功能.全桥互补式、具有DeadTime调整的largedrivingPWM输出,可用来直接驱动控制LCtank的PowerMOS.提供DemoBoard/samplecode供客户测试参考HT66FW2230应用领域发射端(HT66FW2230)无线充电板无线充电板结合移动电源无线充电台灯车用无线充电板CONTENTSHT66FW2230韧体系统QiA11型式发射端硬件架构Qi系统控制架构Qi功率控制架构PID算法PID算法参数表QiSelection韧体系统控制QiPing韧体系统控制Qiidentification&configuration韧体系统控制QipowerTransfer韧体系统控制(1/2)QipowerTransfer韧体系统控制(2/2)Qi通讯指令集效能版v302韧体程序代码架构LibWPTX2230v302(主程序)Decode(子程序)Delay(子程序)PackageData(子程序)ReciPackageDataUnit(子程序)Other(子程序)DemoFun(子程序)PID(子程序)Detection(子程序)STMtimer(子程序)Isen(子程序)TxUserVAR2230v302(子程序)Math(子程序)ForeignObject(子程序)PIDCE(子程序)SvPara(子程序)程序代码LibWPTX2230v302架构(1/2)程序说明：LibWPTX2230v302主程序：为Qi系统控制主体架构，并符合Qi认证逻辑控制程序，强烈建议不调整。LightDark子程序：指示灯号控制子程序，该程序可客制化。Input(I)：fg_0x02PowDownChargeCompleteOutput(

O

):

PB.3(RedLED)、PB.2(GreenLED)ISR_DeMod子程序：DemodulationISR子程序O:

fg_FlagDemoISR_OCP子程序：OCPISR子程序ISR_TimeBase0子程序：TimeBase-0ISR子程序ISR_ExInt0子程序：ExternalInterrupt-0ISR子程序O:

fg_INT0程序代码LibWPTX2230v302架构(2/2)ISR_MultiFun_TM0子程序：StandardTypeTMISR子程序I:

fg_0x04OutReceiPowTimeO:

fg_BaseTimeSTM、fg_TimeOutISR_MultiFun_TM1子程序：CompactTypeTMISR子程序O:

fg_BaseTimeCTMISR_ADC子程序：A/DConverterISR子程序O:

fg_INT_ADISR_ExInt1子程序：ExternalInterrupt-1ISR子程序O:

fg_INT1程序代码Decode架构(1/2)程序说明：PT_DecodeCommandz子程序：为powertransferphasecommanddecode控制子程序，并处理EndPowerTransfer、ControlError、ReceivedPower、ChargeStatus、Proprietary等状态。I

:

fg_VinLow、a_DataHeader、a_DataMessageB0O:

fg_Ceinput、fg_CalTempTimeHigh、a_CSP0x05_B0

EndPowCMD0x02Decode子程序：

解碼EndPowerTransfer子程序。I：a_DataMessageB0O:

fg_0x02PowDownChargeComplete、fg_EndPowDown、fg_0x02PowDownReconfigure、fg_0x02PowDownNoResponse、a_StatusEndPowerConErrCMD0x03Decode子程序：

解碼ControlError子程序O:

a_0x03ContlErr程序代码Decode架构(2/2)RecPowCMD0x04Decode子程序：

解碼ReceivedPower子程序I:a_DataMessageB0O:a_0x04ReceivedPow、a_0x04ReceiPowCNTL、

a_0x04ReceiPowCNTH、fg_0x04ReceiPowCNTHflagPowContlHoldCMD0x06Decode子程序：

解碼PowerControlHold-off子程序I:

a_PCHO0x06_B0O:

fg_PCH0x06Abnor、a_0x06TdelayML、a_0x06TdelayMHConfigCMD0x51Decode子程序：

解碼Configuration子程序I:a_Config0x51_B0O:

a_0x51PowMax程序代码Delay架构程序说明：Delay1副程序：为作delay计时子程序。I

:

c_IniTtermiMutipleTimeH、c_IniTtermiMutipleTimeLDelay3子程序：作delay计时子程序。DelayTimer子程序：

进行delay子程序I:

a_MutipleTimeLCTM、a_MutipleTimeHCTM、fg_MutipleTimeHflagCTMTimeOutTimer子程序：

进行delay子程序I:

a_MutipleTimeLSTM、a_MutipleTimeHSTM、fg_MutipleTimeHflagSTMO:

fg_TimeOutPT_ReceiPowerCNT子程序：

计数receivepower子程序I:

a_0x04ReceiPowCNTL、a_0x04ReceiPowCNTH、

fg_0x04ReceiPowCNTHflagO:fg_0x04OutReceiPowTime程序代码DemoFun架构(1/2)程序说明：DemoVI1I2Select副程序：选择Demodulation-V与Demodulation-I功能子程序。O:

a_DemoV_I1_I2

DemoVI1I2swEN子程序：

启动Demodulation-V与Demodulation-I子程序。I：a_DemoV_I1_I2DemoVI1I2swDisEN子程序：

关闭Demodulation-V与Demodulation-I子程序I：a_DemoV_I1_I2INTCheck子程序：

确认Demodulation-V或Demodulation-I的中断讯号子程序I：c_IniComByMutipleTimeL、c_IniComByMutipleTimeH程序代码DemoFun架构(2/2)INTTimer子程序：

计时Demodulation-V或Demodulation-I的中断讯号子程序I：a_MutipleTimeLCTM、a_MutipleTimeHCTM、

fg_MutipleTimeHflagCTM、fg_INT1、fg_FlagDemo程序代码Detection架构(1/2)程序说明：DetectVin子程序：侦测输入电压准位子程序。I

:

c_IniVinMaxH、c_IniVinMaxL、c_IniVinMinH、

c_IniVinMinL、c_IniPTVinLowH、c_IniPTVinLowL、

c_IniPTVinMinH、c_IniPTVinMinLO:

fg_DetectVin、fg_VinLowObjectDetection子程序：

侦测初次RX至TX子程序。I：c_IniDetObjMinL、c_IniDetObjMinH、

c_IniDetectRXDMutipleTimeL、

c_IniDetectRXDMutipleTimeH、c_IniDetObjRXDMinL、

c_IniDetObjRXDMinHObjectDetectLeave子程序：侦测RX离开TX子程序I：c_IniDetObjLeaMaxL、c_IniDetObjLeaMaxH程序代码Detection架构(2/2)ObjDetLeaveIni:子程序：

确认Demodulation-V或Demodulation-I的中断讯号子程序I

:

c_IniDetectMutipleTimeL、c_IniDetectMutipleTimeHO

:

a_data0、a_data1ObjDetLeavePowe子程序：

启动PWM子程序I：a_data0、a_data1ObjDetLeaveDetect子程序：

关闭PWM子程序ObjDetLeaveCheck子程序：

计时Demodulation-V或Demodulation-I的中断讯号子程序I：a_data2、a_data3程序代码Isen架构程序说明：PID_SenPriCoilCurrWay65Double子程序：连续两次进行Isen子程序。PID_Isen65_SUBIsen子程序：进行新Isen与Threshold判断子程序。I：a_ADRLbuffer、a_ADRHbuffer(NewIsen)、 a_to6、a_to7(threshold)PID_SenPriCoilCurrWay65子程序：侦测Isen并判断大小电流TX子程序O：fg_IsenSmall、fg_IsenBigPID_Isen65AvgTwo:子程序：

侦测Isen并取平均值子程序O

:

a_ADRLbuffer、a_ADRHbuffer程序代码Math架构(1/3)程序说明：sum_ADC_value子程序：累加侦测值子程序。I

:

r0(L)、r1(H)O:

a_to3(L)、a_to4(H,max)、a_to5(L)、a_to6(H,min)avg_ADC_value子程序：

平均子程序。I：a_to0(L)、a_to1(H,Sum)、a_to3(L)、a_to4(H,max)、

a_to5(L)、a_to6(H,min)

O:

a_to7(L)、a_temp1(H)SignedSub_8Bit子程序：有号8bit减法子程序I：a_data0、a_data4O:

a_to0(L)、a_to1(H)SignedAdd_16Bit子程序：有号16bit加法子程序I：a_data0(L)、a_data1(H)、a_data4(L)、a_data5(H)O:

a_to0(L)、a_to1(M)、a_to2(H)程序代码Math架构(2/3)SignedSub_16Bit子程序：有号16bit减法子程序I：a_data0(L)、a_data1(H)、a_data4(L)、a_data5(H)O:

a_to0(L)、a_to1(M)、a_to2(H)SignedMul_16Bit子程序：有号16bit乘法子程序I

:a_data0(L)、a_data1(H)、a_data4(L)、a_data5(H)O

:

a_to0(L)、a_to1(M1)、a_to2(M2)、a_to3(H)SignedAdd_24Bit子程序：有号24bit加法子程序I：a_data0(L)、a_data1(M)、a_data2(H)、a_data4(L)、

a_data5(M)、a_data6(H)O:

a_to0(L)、a_to1(M1)、a_to2(M2)、a_to3(H)CLRMath子程序：initialMath参数子程序程序代码Math架构(3/3)SignedSub_24Bit子程序：有号24bit减法子程序I：a_data0(L)、a_data1(M)、a_data2(H)、a_data4(L)、

a_data5(M)、a_data6(H)O:

a_to0(L)、a_to1(M1)、a_to2(M2)、a_to3(H)SignedMul_24Bit子程序：有号24bit乘法子程序I：a_data0(L)、a_data1(M)、a_data2(H)、a_data4(L)、

a_data5(M)、a_data6(H)O:

a_to0(L)、a_to1(M0)、a_to2(M1)、a_to3(M2)、

a_to4(M3)、a_to5(H)SignedDiv_24Bit:子程序：有号24bit除法子程序I：a_data0(L)、a_data1(M)、a_data2(H)、a_data4(L)、

a_data5(M)、a_data6(H)O:

a_to0(L)、a_to1(M)、a_to2(H)程序代码Other架构程序说明：Sensoring10_8子程序：取样10次去除最大与最小子程序。O:

a_to7(L)、a_temp1(H)PreCarry子程序：初始化参数子程序。PostCarry子程序：参数处理子程序DemoCLR:子程序：

初始化参数子程序ADCData子程序：

撷取A/D侦测值子程序程序代码PackageData架构程序说明：ExtractPacData子程序：通讯数据撷取子程序。I:

a_AddrDataOUT、a_DataByteCNTtemp、fg_ChecksumBitO:

a_DataHeader、a_DataMessageB0、a_DataMessageB1、a_DataMessageB2、a_DataMessageB3、

a_DataMessageB4、a_DataMessageB5、

a_DataMessageB6、a_DataMessageB7、

a_DataChecksum、fg_PacDataOK程序代码PID架构程序说明：PT_PIDandPWM子程序：PID

算法及PWM控制子程序。