可穿戴設備在今年全面爆發，智能手錶、智能手環、智能眼鏡等越來越多。而目前可穿戴設備遇到最大的問題就是電池續航時間短、充電不方便，無線充電解決方案可令這些問題迎刃而解，並為設計人員提供更多的機會。
現有用於WPC（無線充電聯盟）Qi標準的半導體器件，可輕鬆適用於低功耗可穿戴設備應用。這種技術使用兩個平面線圈，通過密封外殼來傳輸電力。對於低功耗可穿戴設備而言，小巧纖薄的低功耗接收器線圈可輕易地嵌入到密封外殼或腕帶區的背面。Qi兼容器件是一種可縮短開發時間的成熟解決方案，且此類產品能獲得現有WPC基礎設施的支持。
Qi兼容的無線電源系統
典型的無線電源系統（圖2）在可攜式設備內有一個接收器（Rx），它提供能量給電池充電。發射器（Tx）位於一個固定的底座內，並連接至壁掛式電源。輸入電能轉換為交流電，然後在發射器線圈與接收器線圈非常接近時，通過線圈發生磁耦合。接收器的輸出在電流高達1A時通常為5V，其可為可攜式設備內的電池充電器IC提供輸入功率。
圖2：Qi兼容的無線電源系統方框圖。
該系統中的發射器工作，由接收器晶片使用經同一磁耦合路徑傳回的數字通信包形式的反饋進行控制。 Qi兼容接收器採用負載調製以數據包形式跨兩個線圈發送信息，與發射器進行通信。發射器線圈電壓和電流以2kHz的速率調製，由發射器解碼並用於控制。接收器可以向發射器發送多種類型的數據包，以實現控制和信息傳輸。此外，通信的失敗將終止任何功率傳輸。
Qi標準的「識別和配置」命令數據包非常有用，可保證功率僅傳輸到正確的設備，從而避免潛在的危險情況。「充電完成」和「結束功率傳輸」數據包也是很有用的命令，當電池充完電或出現其他情況需要終止功率傳輸時可停止功率傳輸（參考文獻1）。這些特性可保證採用現有廣為人知的標準在發射器和接收器之間進行安全的功率傳輸。
低功耗無線系統
通過精心調整線圈尺寸和外部元件值來匹配更小尺寸應用，可針對低功耗無線系統對既有的Qi兼容接收器和發射器進行優化。發射器和接收器的線圈均可縮減尺寸，以適應更小的外形。電源部分的元件（特別針對發射器）可降低功率規格。
典型的WPC-1.1 Qi兼容系統可支持功率高達5W的輸出負載（通常為5V@1A）。另一方面，適用於可穿戴設備應用的低功耗系統可能擁有5V@100mA~250mA的輸出電力範圍。
大多數Qi兼容功能的使用並不影響尺寸或性能。異物檢測（FOD）功能是一項可選功能，可防止功率傳輸到充電區的雜散金屬物體。在具有FOD功能的低功耗系統中，總輸出功率被減小50%以上。隨著充電區域的縮小，物體進入該區域，並被加熱至出現問題的可能性也大大降低。FOD功能的關鍵可能主要取決於可穿戴設備充電墊或充電底座的機械設計。
表1總結了採用WPC-1.1 Qi標準時的一些主要可用功能，而這些功能在定製可穿戴應用時是可選的。
表1：Qi兼容標準與可穿戴解決方案對比。