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无线充芯片方案Qi认证流程和难点解决方案

2020-05-28 11:00 by

WPC在2018年3月份开始执行新的V1.2.4 Qi认证标准。所有的认证产品按照负载功率不同分为BPP(Baseline Power Profile)和EPP(Extended Power Profile)两个类型。BPP涵盖的是输出功率小于等于5W的产品;EPP则包括了大于5W直至30W的产品。因为EPP是针对中功率(Medium Power)的产品认证,所以从严格意义来讲,目前所有支持苹果快充7.5W以及10W三星快充SFC(Samsung Fast Charging)都应该在EPP的认证范畴内。

Qi认证的测试流程均包含了两部分,认证的测试流程如下

1)        符合性测试。符合性测试实验室ATL(Authorized Test Lab),目前在国内有多家选择

送测方共需送测至少5台样机,其中1台首先会安排做符合性测试,符合性测试样品在测试通过后将会留存在ATL。
主要测试内容包括
— 发射器和接收器之间通信协议的时序
— 通过XYZ轴的平移测试功率输出能力
— 能量传输的最大供给能力
— 异物检测FOD(Foreign Object Detection)

2)        兼容性测试。兼容性测试实验室IOC(Interoperability Test Center)全球只有两家,一家在欧洲的比利时,第二家在韩国。

在通过了符合性测试之后,ATL会把送测样机中的另外四台分成两组,分别送到比利时和韩国的实验室去做兼容性测试项目。两个样品留在主IOC实验室,另外两个留在辅IOC实验室。主IOC实验室收到ATL寄到的样品后,会展开兼容性测试。在兼容性测试完成后,送检方即可以在官网上执行“确认完成”的动作,该产品即可以被WPC官网收录,产品即会被留存在测试床(Test Bed)上。目前的Test bed共有约四百个发射器和一百个接收器。

根据WPC要求,所有的测试样品需要和以往所有认证过的样品做兼容性测试。如测试的产品是一个无线充电发射器,那么它是需要和WPC所有过了Qi认证的接收器做兼容性测试。
兼容性测试包括两个方面:

第一 当发射器和接收器放在一起的时候,两者需要在3秒钟内建立通讯。

第二  在测试产品电池电量10%到20%的情况下,需要维持充电五分钟。

根据WPC流程的要求,对于兼容性测试时需要非常小心。按照Qi测试流程,送测产品在符合性测试通过后还要送去做兼容性测试,如果兼容性测试未能通过的话,需要把样品拿回来重新整改。整改完之后,并不能直接送去做兼容性测试,而是需要重新走一遍符合性测试+兼容性测试的流程。

按照常规的测试周期计算,一个送测产品如果没有任何失败项目,一次性通过所有的测试项目所需时间为4-5周。根据WPC的数据,以2017年认证高峰期的11月份为例,总共有接近30%的送测产品在第一次兼容性测试中未能通过,而EPP测试的样品,首次不通过率则高达61.5%;即便是目前已经比较普遍的BPP测试,仍然有接近20%不通过率。

对于如此高的测试失败率,其中最常见的问题
1)样品在工作过程中CE(Control Error)的数据包跳出了-1,0,+1之外
2)样品在功率传输之前和功率传输过程中,ASK或FSK连接中断
3)FOD检测紊乱
4)发射器和接收器在通讯过程建立的过程中,有一个Qi协议握手的阶段,因为数据发包的方式出错导致双方不能有效连接。
5)发射器对于测试用的接收器摆放位置非常敏感,只能支持某些位置摆放。
6)当送测的发射器支持多种快充协议,如10W的三星快充SFC(Samsung Fast Charge)和7.5W的苹果快充,在Qi认证的测试过程中,发射器易出现协议紊乱,而无法与测试接受器正常工作。

目前无线充发射器Qi认证难点集中在如下三点:
1)第23项(最大的能量供给测试)
2)第25项:FOD异物检测
3)兼容性测试中与众多接收器测试容易出现失败项目(需在整改后,重新走一遍完整的两步测试流程)

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