By Gangming Li

一个完整的WPT系统，电能发射端与电能接收端之间必须进行通信，并且在功率传输开始到结束期间需保持稳定可靠的通信。在进行功率传输过程中，发射端需要准确知道接收端所接收到的功率信息，从而进行闭环功率控制。除此之外，在发射端与接收端之间也有一些其它信息需要进行交互，比如接收端充电状态、发射端与接收端之间进行认证以及设备信息等，这对于促进无线充电产业化、规范化具有重要作用。同时，具有一个稳定的通信系统对于改善用户体验、提高传输安全性、提升传输效率、促进开发新应用都具有重要意义。目前为止，应用于WPT系统的通信方式主要有带内通信和带外通信两种。

1.  带内通信

目前，广泛应用的基于Qi标准的无线充电系统采用的是带内通信方式，信号被携带在电能传输的功率信号上进行通信。在Qi标准中，电能接收端到电能发射端之间采用幅移键控（Amplitude Shift Keying, ASK）方式进行信号传输，进行ASK调制的方式有两种，如图1（a）所示为电阻调制方式，图1（b）为电容调制方式。接收端根据通信信号序列来控制开关管 ，使接收端的阻抗发生变化，发射线圈由于耦合互感的作用线圈电压和电流也会发生相应的变化，因此，电能发射端只需对线圈电压或电流幅值进行解调即可得到通信信号。而电能发射端到电能接收端之间则采用频移键控（Frequency Shift Keying, FSK）方式来进行通信，发射端通过改变逆变电路驱动信号频率的方式将通信信号调制到功率信号上，接收端通过检测接收线圈电压或电流信号频率的变化即可解调出通信信号，从而完成信号的传递。

带内通信具有结构简单、成本低廉、易于实现等优点，然而这种通信方式也有许多局限性，比如只能进行一对一通信，且当发射端与接收端之间的位置发生变化时，会影响通信信号质量，从而影响通信的稳定性。因此，在使用此通信方式时，研究出一套稳定的通信解调电路是系统设计的重点。

a）电阻调制

b）电容调制

图1：Qi标准ASK通信调制方式（ASK communication modulation method of Qi standard）

2.  带外通信

带外通信可以使发射端与接收端之间传递的信息完全独立于无线电力传输过程，这使得我们可以使用现成的通信方案在发射端与接收端之间做到高速双向通信，来给消费者提供更佳的使用体验。常见的带外通信方式有蓝牙、Zigbee、近场通信（Near Field Communication, NFC）等，目前应用于无线充电系统的主要为蓝牙或无线2.4G通信的方式，AirFuel联盟则使用的是低功耗蓝牙通信的方式，可以轻松实现一对多通信，同时具有传输距离较远，不易受干扰的优点。然而，此种通信方式相较于上述带内通信来讲，实现较为复杂，成本较高。在进行方案评估时，具有中远传输距离，且需进行一对多充电的应用场景则可采用带外通信的方式进行通信。