T/TAF 313-2025 T/CCSA 708-2025 移动终端融合快速充电 无线充电技术要求

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资源简介

  ICS 33.050

CCS M30

团 体 标 准

T/CCSA 708—2025 T/TAF 313—2025

移动终端融合快速充电 无线充电技术要求

Universal fast charging for mobile devices— Technical specifications of wireless charging

2025-09-17发布 2025-10-18实施

中国通信标准化协会

发 布

电 信 终 端 产 业 协 会

T/CCSA 708—2025 T/TAF 313—2025

目 次

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前 言

本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国通信标准化协会和电信终端产业协会共同提出,并分别归口。

本文件起草单位:中国信息通信研究院、华为终端有限公司、 OPPO 广东移动通信有限公司、维沃 移动通信有限公司、荣耀终端股份有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中国铁道科信研究 院集团有限公司电子计算技术研究所、英集芯科技股份有限公司、成都市易冲半导体有限公司、上海南 芯半导体科技股份有限公司、美芯晟科技(北京)股份有限公司、广东省终端快充行业协会、常州腾龙 汽车零部件股份有限公司、浙江海英俊电子科技有限公司、深圳电酷网络科技有限公司。

本文件主要起草人:王智玮、赵晓昕、李东豫、徐春莹、王超、刘焱、杨成军、彭江、李季、杨云 鹏、孙瑞囡、孔帅、王勇,李跃超、秦冲、林尚波、郑毅成、徐鑫勇、郭朋飞、董丙银、张文成、谢健、 张元、苏远腾、魏华兵、吴春雨,李深龙、张霞玲、张安乐、高伟强、郭小峰、王明哲、牛谱、李娟、 杨璐、康劼、李杰强、郑月轩、梁星、高建龙、姚寿祥、陈伟、郭植童、赵兴涛、宣立峰、蒋勇、杨成 蒙、许兴平。

IⅡ

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移动终端融合快速充电 无线充电技术要求

1 范围

本文件规定了基于电磁感应的移动终端融合无线快速充电技术要求,包括通用要求、物理层、协议 层、应用层和异物检测等技术内容。

本文件适用于支持融合无线快速充电的发射端设备与接收端设备的设计与应用,同时也适用于支持 融合无线快速充电的芯片设计、生产和应用。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。

GB 4943.1—2022 音视频、信息技术和通信技术设备 第1部分:安全要求

GB 20943—2013 单路输出式交流-直流和交流-交流外部电源能效限定值及节能评价值

IEC 63563-1:2025 Qi 技术规范2.0版本-第一部分:引言 (Qi Specification version 2.0 -Part 1: Introduction)

IEC 63563-3:2025 Qi技术规范2.0版本-第三部分:机械结构,温升与用户接口 (Qi Specification version 2.0-Part 3:Mechanical,Thermal,and User Interface)

IEC 63563-5:2025 Qi 技术规范2.0版本-第五部分:物理层( Qi Specification version 2.0-Part 5: Communications Physical Layer)

IEC 63563-6:2025 Qi技术规范2.0版本-第六部分:通信协议(Qi Specification version 2.0-Part 6: Communications Protocol)

IEC 63563-7:2025 Qi技术规范2.0版本-第七部分:异物检测 (Qi Specification version 2.0-Part 7: Foreign Object Detection)

联邦法规第10卷,节能标准要求 ( Energy conservation standards specified in the Code of Federal Regulations,10 CFR 430.32(W))

EN 50563:2011/A1:2013 外部交流-直流和交流-交流电源 空载功率和有源模式平均效率的测定 (External a.c.-d.c.and a.c.-a.c.power supplies-Determination of no-load power and average efficiency of active modes)

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

无线充电系统 wireless charging system

一种基于线圈之间的近场磁感应原理,将电能从发射器传输到接收器(例如:移动终端设备)的非 接触式电能传输系统。

3.2

发射端设备 power transmitter (PTx)

无线充电系统中将电能转换成交变磁场的设备。通常由谐振网络、逆变电路和控制器模块组成。 3.3

接收端设备 power receiver (P Rx)

无线充电系统中将交变磁场转换成电能的设备。

3.4

移动终端 mobile terminals

也称移动通信终端,是指可以在移动中使用的计算设备,这些设备通常具备移动互联网接入能力, 并且能够运行移动应用程序。

4 缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AC: 交流电( Alternating Current)

A-C: 一端为USB-A 接口,一端为USB-C 接口的数据线( USB-A to USB-C)

BPP: 基础功率协议( Baseline Power Profile)

CA: 证书授权 ( Certificate Authority)

cal: 计算值 (Calculation)

CAP: 功率发射器能力数据包( Capability)

C-C: 两端均为USB-C 接口的数据线 ( USB-C to USB-C)

CDP: 充电下行端口 ( Charging Downstream Port)

CEP: 控制误差数据包(Control Error Packet)

CHS: 电池充电状态数据包( Charge Status)

Cmd: 通信命令字( Command)

Ctr: 控制类型 (Control)

DC: 直流电( Direct Current)

DC Source: 直流输入源( Direct Current Source)

DCP: 专用充电端口( Dedicated Charging Port)

DSR: 数据传输响应 ( Data Stream Response)

DSS: 数字签名标准( Digital Signature Standard)

EAL4+: 评估保障级,见GB/T36950—2018(Evaluation Assurance Level 4+)

ECC: 椭圆加密算法 ( Ellipse Curve Cryptography)

EPP: 扩展功率协议( Extended Power Profile)

EPT/rep: 结束功率传输(重新通信)( End Power Transfer/re-ping) EPT/rst: 结束功率传输(重启传输)( End Power Transfer/restart)

est: 估计值 ( Estimation)

FIPS186-5: 联邦信息处理标准186-5( Federal Information Processing Standards186-5)

FO: 异物 ( Foreign Object)

FOD: 异物检测 ( Foreign Object Detection)

Fop: 工作频率 ( Frequency of operation)

Freq: 频率 ( Frequency)

HVDCP: 高压专用充电端口 ( High Voltage Dedicated Charging Port)

IC: 集成电路 ( Integrated Circuit)

ID: 标识( Identification)

IPTx:PTx 支持PRx 可以输出的电流(Current of Power Transmitter)

LCR: 电感、电容、电阻 ( Lenz,Capacitor,Resistance)

OVP: 过压保护( Over Voltage Protection)

PCB: 印刷电路板( Printed Circuit Board)

PD:USB 功率传输协议( USB-Power Delivery)

PPTx: 功率发射器输出功率 ( Power of Power Transmitter)

PROP: 专有字段( Proprietary)

PRx: 接收端设备 ( Power Receiver)

PTx: 发射端设备 ( Power Transmitter)

QC: 快充协议( Quick Charge)

QFOD: 基于品质因数的异物检测 (Q-value Foreign Object Detection)

RP: 扩展协议的功率接收数据包 ( Receive Packet)

RP8: 基本协议的功率接收数据包( Receive Packet 8)

RPP: 已接收的功率数据包( Received Power Packet)

SDP: 标准下行端口 ( Standard Downstream Port)

SHA: 安全哈希算法( Secure Hash Algorithm)

Temp: 温度 ( Temperature)

thr: 阈 值 ( Threshold)

TPT: 标准测试功率发射器(Test Power Transmitter)

UFCS: 融合快充协议( Universal Fast Charging Solution)

UFCS-ACK:PTx 支持此协议功能 ( Universal Fast Charging Solu tion-Acknowledge)

UFCS-NAK:PTx 不支持此功能 ( Universal Fast Charging Solution-Not Acknowledge)

UFCS-ND:PTx 未定义此协议( Universal Fast Charging Solution-Not Defined)

UID: 用户身份标识( User Identification)

USB: 通用串行总线( Universal Serial Bus)

VPTx:PTx 支持PRx 可以输出的电压( Voltage of Power Transmitter)

WLC: 无线充电( Wireless Charging)

5 技术要求

5.1 通用要求

5.1.1 充电功率要求

针对支持融合无线快充协议的移动终端,最高充电功率应不低于30W。

5.1.2 鉴权加密要求

无线充电系统应具备鉴权加密功能。

5.1.3 产品标识要求

产品铭牌应满足GB 4943.1—2022中的标识要求。

5.1.4 其他要求

本文件所规定设备应符合工信部无线电管理局〔2023〕62号《无线充电(电力传输)设备无线电 管理暂行规定》的相关要求。

5.2 物理层

本部分参考引用IEC 63563-5:2025相关标准。

5.3 协议层

5.3.1 消息格式

消息的格式见表1和表2,PRx 向 PTx 发送消息以Preamble 作为起始,PTx 向 PRx 发送则不需要 Preamble。

表 1 PRx 向 PTx 发送消息帧格式

表 2 PTx 向PRx 发送消息帧格式

表中各部分定义如下。

—— Preamble:11~25 个 bits 二 进 制 1 ,Preamble 的作用为使PTx 和接收到的数据进行同步,准确 检测Header 的起始位。

——Header: 代表了数据类型和长度,计算方法见表3,例如 Header为 0x5F, 则Message Size=2+ (0x5F-32)/16)=5.9375, 向下取整为5。

表 3 消息长度计算方法

——Cmd: 通信命令字。

——Data: 通信数据。

—Message:Cmd+Data。

—Checksum: 校验值,计算方法为C:=H④B₀④B₁...④Blast, 将 Header 和 Message 中所有 Byte 按bit 进行异或计算。每个Header 中可以包含多个Cmd, 每一个 Cmd 表示处理某一类问题或者 针对某一类的操作对象的一类指令的集合。按照Cmd, 可以将消息定义为控制消息和数据消息。

5.3.2 消息回复

本协议中自定义了UFCSR¹-ACK 、UFCS-NAK 、UFCS-ND, 其和消息格式一致,见表4和表5。

表 4 Response帧格式

表 5 Response 类型

PTx响应格式条件定义:

a) UFCS-NAK:PTx 不支持此功能;

b) UFCS-ND:PTx 未定义此协议;

c) UFCS-ACK:PTx 支持此协议功能。

5.3.3 时序要求

PRx前一个数据包为非CEP(Control Error Packet), 则应在大于tsien后发送第二帧数据,如图1所示。

1 UFCS 是由广东省终端快充行业协会提供的产品的商标。给出这一消息是为了方便本文件使用者,并不表示对该产品的认可。如果 其他产品具有相同的效果,那么可使用这些等效产品。

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图 1 非 CEP 包时序要求示意

PRx 前一个数据包为 CEP, 则应在 tdelay+tcontrol后发送控制消息或数据消息或厂家自定义消息,如 图2所示。

图 2 CEP包时序要求示意

PTx 接收消息后,应在tresponse内开始发送响应消息,如图3所示。

图 3 PTx回复消息时序要求示意

PRx未在t responsetimeou内接收到 PTx 开发发送响应消息,则判断为超时,如图4所示。时间窗口限 制值定义见表6。

图4 PRx 信息超时

表6 各时间窗口限制值定义

5.3.4 消息交互和冲突处理

5.3.4.1 允许的消息交互

为避免消息冲突,消息交互应该遵循的基本准则是:设备间在进行一组相关消息的发送和响应期间, 双方均不应该插入其他无关消息。

允许以下几种消息交互。

a) PRx 发送消息,PTx 回复应答消息。以PRx 发送Get PTx Version 消息,PTx 回复PTx Version 消息为例,如图5所示。

b) PTx 发送消息,PRx 不需要回复,以PTx 发送PTx Alarm消息为例,如图6所示。

图 5 允许的信息交互-例1 图 6 允许的信息交互-例2

5.3.4.2 禁止的消息交互

禁止以下几种消息交互。

a) PTx 在接收到某条消息后,回复正确消息前,PTx 发送另一条消息,如图7所示。

b) PRx 发送某条消息后,接收到正确消息前,PRx 发送另一条消息。如图8所示。

图7 禁止的信息交互-例1 图 8 禁止的信息交互-例2

5.3.4.3 消息冲突的避免与处理

所谓消息冲突,除了发生5.3.3.4章节描述的禁止情况,还包括下面几种情况。

a) 设备双方在空闲期间(双方均未处于一组消息交互中),同时或间隔较短时间内相互向对方发 送消息。如图9所示,PTx 和 PRx 同时向对方发送消息。

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PRx

PRx消息

PTx

PTx消息

图 9 消息冲突-例1

b) PRx 先发起通信,PRx 发送消息过程中,PTx 不允许发送消息,PRx 应将发送数据过程中接收 的数据丢弃。如图10所示,PRx 发送Get PTx Version期 间 ,PTx 发送PTx Alarm。

图10 消息冲突-例2

5.3.5 控制消息

5.3.5.1 获取 PTx 模拟量 控制消息的结构见表7。

表 7 控制消息结构

控制消息的定义见表8。

表 8 PRx->PTx 控制消息定义

表 8 PRx->PTx 控制消息定义(续)

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5.3.5.1.1 Get PTx Vpeak

Get PTx Vpeak消息字段见表9。

表 9 Get PTx Vpeak 消息字段

PRx完成握手识别后,可以向PTx 发送Get PTx Vpeak消息,获取PTx 的 Vpeak 电压。 PTx 收到Get PTx Vpeak, 可以在tresponse时间内回复 PTx Vpeak 消息。

5.3.5.1.2 Get PTx Operating Frequency

Get PTx Operating Frequency 消息字段见表10,表11为tresponse时间窗限值。

表10 Get PTx Operating Frequency 消息字段

PRx 完成握手识别后,可以向PTx 发送Get PTx Operating Frequency消息,获取PTx 的控制频率。 PTx收到 Get PTx Operating Frequency, 应该在tresponse时间内回复PTx Operating Frequency 消息。

表11 response 时间窗限值

5.3.5.1.3 Get PTx IBridge

Get PTx IBridge消息字段见表12。

表 1 2 Get PTx IBridge消息字段

PRx完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx IBridge 消息,获取PTx的全桥输入电流。 PTx收到 Get PTx IBridge, 应该在tresponse时间内回复 PTx IBridge 消息。

5.3.5.1.4 Get PTx Vin

Get PTx Vin 消息字段见表13。

表13 Get PTx Vin 消息字段

PRx 完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx Vin消息,获取PTx的输入电压。 PTx收到Get PTx Vin, 应该在tresponse时间内回复PTx Vin消息。

5.3.5.1.5 Get PTx lin

Get PTx Iin 消息字段见表14。

表14 Get PTx lin 消息字段

PRx 完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx Iin 消息,获取PTx 的输入电流。 PTx收到Get PTx lin, 应该在tnesponse时间内回复PTx lIin消息。

5.3.5.1.6 Get PPTx

Get PPTx消息字段见表15。

表15 Get PPTx消息字段

PRx完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PPTx消息,获取PTx 的发射功率,即全桥的输入功率。 PTx 收到Get PPTx, 应该在tresponse时间内回复PPTx 消息。

5.3.5.1.7 Get PTx Ipeak

Get PTx Ipeak 消息字段见表16。

表16 Get PTx 消息字段

PRx完成握手识别后,可以向PTx 发送Get PTx Ipeak 消息,获取PTx 的 Ipeak 电流。 PTx收到Get PTx Ipeak, 可以在tresponse时间内回复PTx Ipeak 消息。

5.3.5.1.8 Get PTx Temperature

Get PTx Temperature 消息字段见表17。

表17 Get PTx Temperature 消息字段

PRx完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx Temperature 消息,获取PTx 的温度信息。 PTx收到 Get PTx Temperature, 应该在tresponse时间内回复 PTx Temperature消息。

5.3.5.1.9 Get PTx VBridge

Get PTx VBridge消息字段见表18。

表18 获取 PTx VBridge 消息字段

PRx完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTxVBridge 消息,获取PTx 的全桥输入电压。 PTx收到 Get PTxVBridge, 应该在tresponse时间内回复PTx VBridge 消息。

5.3.5.2 获取 PTx能力

5.3.5.2.1 Get PTx capability

Get PTx capability 消息字段见表19。

表 1 9 Get PTx capability 消息字段

PRx完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx capability消息,获取PTx 的能力 PTx收到Get PTx capability, 应该在tresponse时间内回复PTx capability 消息。

5.3.5.2.2 Get PTx Ext capability1

Get PTx Ext capability1消息字段见表20。

表20 Get PTx Ext capability1 消息字段

PRx 完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx Ext capability1消息,获取PTx的扩展能力1 PTx收到Get PTx Ext capability1, 应该在tresponse时间内回复PTx Ext capability1 消息。

5.3.5.2.3 Get PTx MaxPower

Get PTx MaxPower消息字段见表21。

表21 Get PTx MaxPower 消息字段

PRx 完成握手识别后,应该向PTx 发送 Get PTx MaxPower 消息,获取PTx 的最大输出功率。 PTx 收到Get PTx MaxPower, 应该在 tesponse时间内回复 PTx MaxPower消息。

5.3.5.3 获取 PTx 输入能力

5.3.5.3.1 Get Adapter Type

Get Adapter Type消息字段见表22。

表22 Get Adapter Type消息字段

PRx 完成握手识别后,应该向PTx 发送Get Adapter Type消息,获取PTx 的输入适配器类型。 PTx收到Get Adapter Type, 应该在tresponse时间内回复Adapter Type消息。

5.3.5.3.2 Get Cable Type

Get Cable Type 消息字段见表23。

表23 Get Cable Type消息字段

PRx完成握手识别后,可以向PTx 发送Get Cable Type 消息,获取PTx 的输入线缆能力。 PTx收到 Get Cable Type, 应该在tresponse时间内回复 Cable Type 消息。

5.3.5.3.3 Get Adapter Max Capability

Get Adapter Max Capability消息字段见表24。

表24 Get Adapter Max Capability 消息字段

PRx 完成握手识别后,应该向PTx 发送Get Adapter Max Capability 消息,获取 PTx的适配器输入 能力。

PTx收到Get Adapter Max Capability, 应该在tresponse时间内回复Adapter Max Capability 消息。

5.3.5.3.4 Get PTx Fixed Frequency Range

Get PTx Fixed Frequency Range消息字段见表25。

表25 Get PTx Fixed Frequency Range消息字段

PRx完成握手识别后,可以向PTx 发送Get PTx Fixed Frequency Range消息,获取PTx 支持的定频范围。 PTx收到Get PTx Fixed Frequency Range, 应该在tresponse时间内回复PTx Fixed Frequency Range 消息。

5.3.5.4 获取PTx 其他信息

5.3.5.4.1 Get PTx Version

Get PTx Version消息字段见表26。

表26 Get PTx Version 消息字段

PRx完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx Version消息,获取PTx 的版本信息。 PTx收到 Get PTx Version, 应该在tnesponse时间内回复PTx Version 消息。

5.3.5.4.2 Get PTx Type

Get PTx Type消息字段见表27。

表27 Get PTx Type 消息字段

PRx 完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx Type消息,获取PTx的产品类型。 PTx收到Get PTx Version, 应该在tresponse时间内回复PTx Type 消息。

5.3.5.4.3 Get PTx ID

Get PTx ID 消息字段见表28。

表28 Get PTxID 消息字段

PRx完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx ID消息,获取PTx的产品ID。 PTx收到Get PTx ID, 应该在tresponse时间内回复PTx ID 消息。

5.3.5.4.4 Get PTx Alarm

Get PTx Alarm 消息字段见表29。

表29 Get PTx Alarm 消息字段

PRx完成握手识别后,应该向PTx 发送Get PTx Alarm 消息,获取PTx的预告警信息。 PTx收到Get PTx Alarm, 应该在tresponse时间内回复PTx Alarm 消息。

5.3.5.4.5 Get PTx Error Code

Get PTx Error Code消息字段见表30。

表30 Get PTx Error Code消息字段

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PRx 完成握手识别后,可以向PTx 发送Get PTx Error Code 消息,获取 PTx 的错误码,即上次从 Power Transfer 阶段退出的原因。

PTx收到Get PTx Error Code, 应该在tresponse时间内回复PTx Error Code 消息。

5.3.5.4.6 Get Fan Speed level

Get Fan Speed level 消息字段见表31。

表 3 1 Get Fan Speed level 消息字段

PRx 完成握手识别后,可以向PTx 发送Get Fan Speed level消息,获取PTx 的风扇转速档位。 PTx收到Get Fan Speed level, 可以在tresponse时间内回复Fan Speed level消息。

5.3.5.4.7 UnFix PTx Fop

UnFix PTx Fop 消息字段见表32。

表 3 2 UnFix PTx Fop 消息字段

PRx完成握手识别后,可以向PTx 发送UnFix PTx Fop消息,通知PTx 退出定频模式。 PTx收到UnFix PTx Fop, 可以在tresponse时间内回复 UFCS-ACK消息,并退出定频模式。

5.3.6 数据消息

5.3.6.1 PRx->PTx 的数据消息

数据消息的结构见表33。

表33 数据消息结构

数据消息的Header 后紧跟一个字节的命令,用以区分不同的数据消息。数据长度字段根据Header 进行解析。

PRx->PTx的数据消息见表34。

表34 PRx->PTx数据消息

5.3.6.1.1 发送PRx 信息

5.3.6.1.1.1 PRx Request Boost Voltage

PRx Request Boost Voltage消息字段见表35。

表 3 5 PRx Request Boost Voltage 消息字段

Voltage Value: PRx 请求将输出电压调节到目标值,单位mV。PTx收到PRx Request Boost Voltage

后,对于可以支持的电压应该在 tresponse时 间 回 复 UFCS-ACK, 并执行功率调节,对于不支持电压,回 复 UFCS-NAK 。PTx 流程如图11所示,PRx 调压流程如图12所示。

图 1 1 PTx 调 压 流 程

图 1 2 PRx 调 压 流 程

5.3.6.1.1.2 PRx Product Info

PRx Product Info 消息字段见表36,消息字段含义见表37。

表36 PRx Product Info消息字段

PRx ID:PRx 产品ID。

PRx Type:PRx产品类型。

表37 PRx 产品类型消息字段含义

Firmware Version:PRx 固件版本号。

PTx收到Send PRx Type 应该在tresponse时间回复UFCS-ACK。

5.3.6.1.1.3 PRx Send Charge State

PRx Send Charge State消息字段见表38。

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表38 PRx Send Charge State消息字段

state.

0: 电量未充满。

1: 电量已充满。

PTx收到PRx Send Charge State, 应该在tresponse时间内回复UFCS-ACK消息。

5.3.6.1.1.4 Set 24bit RPP Max Power

Set 24bit RPP Max Power消息字段见表39。

表39 Set 24bit RPP Max Power 消息字段

Max Power: PTx接收24-bit Received Power Packet(0x31) 后,计算Preceived 时的参数Maximum Power。

备注:发送完Set 24 bit RPP Max Power, PRx需要将Received Power Packet从 8bit切换到24bit, 如果未切换仍发送8bit Received Power Packet,PTx会识别为错误包,断开功率传输,回到 Selection阶 段,重新尝试充电。

PTx收到Set 24 bit RPP Max Power, 应该在tresponse时间内回复UFCS-ACK消息。

5.3.6.1.2 设置 PTx参数

5.3.6.1.2.1 Fix PTx Fop

Fix PTx Fop消息字段见表40。

表40 Fix PTx Fop消息字段

Frequency Value: PRx 请求将PTx 频率调节到目标值,单位 kHz。PTx 收到Fix PTx Fop后,应该在 Lresponse时间回复 UFCS-ACK, 对于可以支持的频率,PTx 应将工作频率调节至目标频率。

5.3.6.1.2.2 Set LED State

Set LED State消息字段见表41。

表41 Set LED State 消息字段

Ctr:0-PTx自行控制LED,1-PTx 按照PRx 命令控制LED。

LED1: 0-灭,1-亮。

LED2: 0-灭,1-亮。

PTx收到Set LED State, 应该在tresponse时间内回复UFCS-ACK 消息。

5.3.6.1.2.3 Set Fan Speed

Set Fan Speed 消息字段见表42,消息字段含义见表43。

表42 Set Fan Speed 消息字段

Speed: PTx 风扇转速百分比(单位:1%),PTx 收到 Set Fan Speed, 应该在 tresponse 时间内回复 UFCS-ACK 消息。

5.3.6.1.2.4 Set PTx Sleep Parameter

Set PTx Sleep Parameter消息字段见表43,消息字段含义见表44。

表 4 3 Set PTx Sleep Parameter 消息字段

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Mode: 设置PTx Sleep参数,接收此命令后PTx 返回Selection。

表44 PTx Sleep Parameter Mode消息字段含义

Set F: 对应频率。单位 Hz。

Set T: 对应时间。单位10ms。

Light Sleep:50ms-PTx 缺省digital ping时间。

deep sleep:50ms-24h。

Value: 设置参数值。

PTx收到Set PTx Sleep parameter, 应该在tresponse时间内回复UFCS-ACK消息。断开功率传输,回 到Selection 阶段。

5.3.6.1.2.5 Set PTx Protection Threshold

Set PTx Protection Threshold消息字段见表45,其中Mode含义见表46。

表 4 5 Set PTx Protection Threshold 消息字段

表46 PTx Protection Threshold Mode消息字段含义

Value 根据Mode 选择设置参数。

备注:

设置值超出PTx 支持范围时,PTx 取上下。

PTx对于 B1中支持的参数回复UFCS-ACK, 不支持的参数,回复UFCS-ND。

5.3.6.1.3 其他

5.3.6.1.3.1 Handshake

Handshake 消息字段见表47。

表47 Handshake 消息字段

Minor Version: 协议子版本编号。

Major Version: 协议主版本编号。

Manufacture Code: 厂商编号。

PTx收到Handshake 应该在tresponse时间回复Handshake Success。

5.3.6.1.3.2 FOD Status

FOD Status消息字段见表48。

表48 FOD Staus 消息字段

Fr Value: FOD 计算参数,计算公式

F,=(1000- F,·Value)×1000H …… …(2)

Qr Value:PRx 在标准 PTx 上测量的Q 值。

PTx 收到FOD Status, 经过FOD 算法计算后,如果存在异物则断开功率传输,否则应该在tresponse

时间内回复UFCS-ACK 消息。

5.3.6.2 PTx->PRx的数据消息

PTx->PRx的数据消息见表49。

表49 PTx->PRx数据消息

5.3.6.2.1 上报PTx 模拟量

5.3.6.2.1.1 PTx Vpeak

PTx Vpeak 消息字段见表50。

表50 PTx Vpeak消息字段

Vpeak:PTx 当前Vpeak 电压,单位10mV。

5.3.6.2.1.2 PTx Operating Frequency

PTx Operating Frequency 消息字段见表51。

表51 PTx Operating Frequency 消息字段

Fop:PTx当前工作频率,单位kHz。

5.3.6.2.1.3 PTx IBridge

PTx IBridge 消息字段见表52。

表52 PTx IBridge消息字段

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IBridge: PTx 全桥输入电流,单位mA。

5.3.6.2.1.4 PTx Vin

PTx Vin消息字段见表53。

表53 PTx Vin 消息字段

Vin:PTx 输入源电压,单位mV。

5.3.6.2.1.5 PTx lin

PTx Iin消息字段见表54。

表54 PTx lin 消息字段

Iin:PTx 输入源电流,单位mA。

5.3.6.2.1.6 PTx PPTx

PTx PPTx 消息字段见表55。

表55 PTx PPTx消息字段

PPTx:PTx 的发射功率,即全桥的输入功率,单位10mW。

5.3.6.2.1.7 PTx lpeak

PTx Ipeak 消息字段见表56。

表56 PTx Ipeak消息字段

Ipeak:PTx 当前Ipeak 电流,单位mA。

5.3.6.2.1.8 PTx Temperature

PTx Temperature 消息字段见表57。

表57 PTx Temperature 消息字段

Coil Temp: 线圈温度,单位℃。

PCB Temp:PCB温度,单位℃。

TypeC Temp: TypeC温度,单位℃。

5.3.6.2.1.9 PTx VBridge

PTxVBridge 消息字段见表58。

表58 PTx VBridge消息字段

T/CCSA 708—2025 T/TAF 313—2025

VBridge: PTx 全桥输入电压,单位mV。

5.3.6.2.2 上报PTx 能力

5.3.6.2.2.1 PTx Capability

PTx Capability 消息字段见表59。

表59 PTx Capability 消息字段

Adapter Type:PTx输入适配器类型,详细定义见表60。

表60 Adapter Type 消息字段含义

VPTx:PTx 支持PRx 可以输出的最大固定档位电压能力,单位为100mV, 分 为 5V/9V/18V, 电 压 档位向下兼容,PTx 中需要将输入源能力转换为自身对应的VPTx 。PRx 根据 VPTx 确定PRx Request Boost Voltage消息中可请求的Voltage Value 最大值。

IPTx:PTx 工作在VPTx 档位时,可以输出的电流能力,单位为100mA。

PRx 根据 VPTx 和 IPTx 确定PTx 可支持的最大功率,即VPTx*IPTx,PRx 中需要考虑系统效率, 转换为自身可支持的最大充电功率。

Ext:0-不支持扩展命令1 ( Ext capability1),1-支持扩展命令1。

5.3.6.2.2.2 PTx Ext Capability1

PTx Ext Capability1消息字段见表61。

表 6 1 PTx Ext Capability1消息字段

LED.0- 支持LED,1- 不支持LED。

Fan.0- 不支持风扇,1-支持风扇。

24bit RPP.0-不支持24bit RPP,1-支持24 bit RPP。 fixed freq.0-不支持定频,1-支持定频。

5.3.6.2.2.3 PTx MaxPower

PTx MaxPower消息字段见表62。

表62 PTx MaxPower 消息字段

PPTx:PTx 支持的最大输出功率,单位100mW。

5.3.6.2.3 上报PTx 输入能力

5.3.6.2.3.1 Adapter Type

Adapter Type消息字段见表63。

表63 Adapter Type 消息字段

T/CCSA 708—2025 T/TAF 313—2025

Adapter Type: 适配器类型,详细定义见表64。

表64 Adapter Type 消息字段含义

5.3.6.2.3.2 Cable Type

Cable Type 消息字段见表65。

表65 Cable Type消息字段

Cable Type: 线缆类型,详细定义见表66。

表66 Cable Type消息字段含义

Cable Capability: 线缆通流能力,单位100 mA。

5.3.6.2.3.3 Adapter Max Capability

Adapter Max Capability 消息字段见表67。

表 6 7 Adapter Max Capability 消息字段

Voltage: 适配器最大输出电压,单位mV。

Current: 适配器最大输出电流,单位mA。

PTx应上报输入适配器最大功率对应的电压、电流。

5.3.6.2.3.4 PTx Fixed Frequency Range

PTx Fixed Frequency Range消息字段见表68。

表 6 8 PTx Fixe Frequency Range 消息字段

Min Freq:PTx 支持的定频范围最小值,单位为kHz。

Max Freq:PTx 支持的定频范围最大值,单位为kHz。

5.3.6.2.4 上报PTx 其他信息

5.3.6.2.4.1 PTx Version

PTx Version 消息字段见表69。

表69 PTx Version 消息字段

T/CCSA 708—2025 T/TAF 313—2025

表69 PTx Version 消息字段 (续)

Software Minor Version: 软件小版本号。

Software Major Version: 软件大版本号。 Hardware Minor Version: 硬件小版本号。

Hardware Major Version: 硬件大版本号。

5.3.6.2.4.2 PTx Type

PTx Type 消息字段见表70。

表 7 0 PTx Type消息字段

PTx Type:PTx 底座类型,详细定义见表71。

表71 PTx Type 消息字段含义

5.3.6.2.4.3 PTx ID

PTx ID消息字段见表72。

表72 PTx ID 消息字段

ID: 产 品ID。

5.3.6.2.4.4 PTx Alarm

PTx Alarm消息字段见表73,消息字段含义见表74。

表73 PTx Alarm消息字段

Alarm Type:PTx需要降额的原因,当多个降额发生时,如果降额不同,则选择功率最小值对应的 Alarm Type; 当功率相同,则选择电压最小值对应的Alarm Type; 如果功率和电压都相等,原则上选择 最小的Alarm Type 。Alarm Type消息字段含义见表74。

表74 Alarm Type 消息字段含义

表74 Alarm Type消息字段含义( 续 )

Power: PTx 告知PRx 需要降额的目标功率,单位W, 赋值仅支持PTx Capability 消息中≤VPTx 的值。

VPTx: 机降额目标电压,即PTx Capability 消息中的Voltage Capability, 单位 V。

5.3.6.2.4.5 PTx Error Code

PTx Error Code消息字段见表75。

表75 PTx Error Code 消息字段

Error Code:PTx 上次从PowerTransfer 退出错误码,缺省值0xFFFF 。附录C 提供了常用底座设计, 各产品可参考实现,不强制归一。

Valuel:PTx 上次从PowerTransfer退出时对应的保护参数1,如OVP 时采样电压。

Value2:PTx 上次从PowerTransfer退出时对应的保护参数2,如OVP 时采样电压。

5.3.6.2.4.6 Fan Speed level

Fan Speed level消息字段见表76。

表76 Fan Speed level 消息字段

Level: PTx 风扇转速百分比(单位:1%)。此命令在接收Fan Speed level命令5s 后刷新结果。每个 Level对应的风扇转速各个产品自行设计。

5.3.6.2.5 其他

Handshake Success消息字段见表77。

表77 Handshake Success消息字段

Minor Version: 协议子版本编号。

Major Version: 协议主版本编号。

Manufacture Code: 厂商编号。

5.3.7 厂家自定义消息

厂家自定义消息字段格式见表78。

表78 厂家自定义消息字段

5.4 应用层

5.4.1 概述

应用层定义了2个小节,包括功率控制策略、鉴权。描述PTx 与 PRx 在不同场景下的协议识别机 制、协议应用策略,以及充电安全管理,以实现双方信息同步,确保快充体验与快充安全。

5.4.2 功率控制策略

5.4.2.1 PTx 功率控制策略

PTx控制流程图如图13所示。其余消息交互流程参考附录A 中图 A.1。

开始

PTx执行Q值检测或其他检测

打开全桥驱动,调制解调 模块,进 行Ping

N

有设备放置?

接收到ss 包

Y

接 收 到D 包

Y

ExI--1?

接收到XID 包

进行消息交互,调节功率

N

检测到UFCS 协议 断开连接

图13 PTx 功率控制流程图

其中XID 指Extended Identification 数据包,本文件中B0 字段设置为0x55, 具体XID 消息字段定 义参考IEC63563-6:2025 标准。其中UFCS Pattern代表PTx 支持UFCS 协议,定义如下。

5.4.2.2 PRx 功率控制策略

PRx控制流程图如图14所示,其余消息交互流程参考附录A 中图A.2。

图14 PRx 功率控制流程图

5.4.3 鉴权

5.4.3.1 鉴权说明

在大功率无线充电应用中,基于充电安全的考虑,需要满足鉴权要求,才允许进行大功率无线充电 的应用;该鉴权方案主要应用于PRx/PTx 之间,具体组成如图15所示。

PTX

鉴权模块

图15 PTx/PRx鉴权组成

5.4.3.2 鉴权通用要求

本标准中对于鉴权算法的通用要求如下:

a) 鉴权过程总时间≤5s;

b) 鉴权算法运算时间≤100ms;

c) 鉴权过程中的随机数需要做到真随机,10万次数据不能有1次重复。

5.4.3.3 鉴权通用流程

鉴权整体流程如图16所示。

a) PRx 通过鉴权指令发送鉴权随机数给PTx;

b)PRx 获取PTx 所生成的随机数;

c) PRx时延100ms 等待PTx 完成鉴权运算,同时PRx 完成自身的鉴权运算;

d) PRx 获取PTx 鉴权的结果;

e) PRx 比对鉴权结果,如果结果一致判断为鉴权成功,进 入UFCS 快充;否则退出UFCS 快充。 注:鉴权流程中重试次数n待定。

PRx PTx

重试次数复位

准备新随机数8byte

PRX发送随机数

应答收到随机数

PRX获取PTX随机数

PTX获返回随机数

PRX发送随机数

获取PTX的随机数

Delay_100ms

鉴权处理,得到 鉴权的结果

签权处理,得到 鉴权的结果

PRX获取PTX鉴权结果

PTX 返回鉴权结果

PTX返回签权结果

是 鉴权是否成功

否 重试次数+1

重试次数>n

退出UFCS快充 进入UFCS快充

图16 整体鉴权流程图

5.4.3.4 鉴权指令说明

5.4.3.4.1 RX 向 TX 发送鉴权随机数指令

PRx 发送随机数信息分2帧发送,每帧发送4Bytes 数据。随机消息字段定义见表79~80。

a) 如果PRx 发送4Bytes随机数,PRx 发 0x580x1A 指令。

b) 如果PRx 发送8Bytes随机数,PRx 发 0x580x1A,0x580x1B 指令。

表79 PRx Random Info1 消息字段

表80 PRx Random Info2消息字段

5.4.3.4.2 TX 向 RX 回复鉴权随机数指令

PTx 回复随机数信息分2帧发送,每帧发送4Bytes 数据。随机消息字段定义见表81~82。

a) 如果PTx 发送4Bytes 随机数,PTx 发 0x5F 0x1A 指令。

b) 如果PTx 发送8Bytes 随机数,PTx 发 0x5F 0x1A,0x5F 0x1B指令。

表81 PTx Random Info1消息字段

表82 PTx Random Info1消息字段

5.4.3.4.3 TX向 RX回复鉴权结果指令

PTx回复鉴权结果分2帧发送,每帧发送4Bytes 数据。随机消息字段定义见表83~84。

a) 如果PTx 发送4Bytes 结果,PTx 发 0x5F 0x2A 指令。

b) 如果PTx 发送8Bytes结果,PTx 发 0x5F 0x2A,0x5F 0x2B 指令。

表83 PTx Result Info消息字段

表84 PTx Result Info消息字段

5.5 异物检测 FOD

5.5.1 概述

5.5.1.1 异物检测系统

按照本文件进行正常功率传输的情况下,功率发射器的磁场信号仅与功率接收器进行交互。而有时

用户可能会在功率传输开始前或进行中,不小心将硬币、回形针、钥匙或铝箔等金属物体放置在功率接 收器的旁边或下方。根据本文件定义,这些金属物体被视为异物。包括义异物的功率传输系统如图17 所示。

图17 包括异物的功率传输系统

异物的问题在于,它们会从磁场中消耗能量,导致自身温度升高到不安全的水平。因此,当系统检 测到一个或多个异物存在时,不应启动功率传输,或者应限制功率传输的水平,甚至停止功率传输。

使异物检测变得复杂的一个因素是磁场中存在有害金属。有害金属与异物相似,因为它们都能 从磁场中耗散能量。然而,与异物不同,有害金属是功率接收器或功率发射器产品的组成部分。在 许多情况下,功率发射器难以准确区分异物和有害金属。通常,没有单一的方法可以完全解决这个 问题。因此,功率发射器应采用多种方法,以最大限度地提高检测异物的概率,同时尽量减少误报 的概率。

5.5.1.2 避免异物加热

功率信号可能会加热工作区域中存在的异物。因此,功率发射器产品应确保此类异物不会达到不安 全的温度水平,可能涉及限制或终止功率传输。

功率发射器可以使用多种方法来防止过度加热异物,并在开始功率传输之前和/或后进行时应用这 些方法。在开始功率传输之前或功率正在传输时,FOD 应解决的主要使用情形包括:

a) 用户在放置功率接收器产品之前放置异物;

b) 用户将异物与功率接收器产品放在一起;

c) 用户在放置功率接收器产品后放置异物。

功率传输前的FOD 方法解决前两个用例,在开始功率传输之前检测到异物,可以让功率发射器采 取以下一个或多个操作:

a) 警告用户潜在的不安全情况;

b) 在用户移除异物之前,拒绝开始功率传输;

c) 继续传输能量,但功率等级降低。

功率传输过程的FOD 方法解决第三个用例,它们还能解决功率发射器即使怀疑存在异物,也会继 续进行功率传输的用例。通常,这些方法使功率传输器能够限制异物的功率损耗(通过降低功率水平), 目的是限制异物的发热。

如果功率发射器在开始功率传输之前没有检测到异物,则可以利用该知识校准系统,以提高其对功 率损失的灵敏度。然而,当它检测到异物并继续以降低的功率传输时,它应该确保可能执行的任何此类 校准不会降低其灵敏度。

5.5.1.3 代表性异物

异物可以由许多不同的大小、形状和材料组成。为了解决这种多样性,本文件根据一组代表性异物 定义了功率发射器所需的FOD 能力。代表性异物见表85。

表85 代表性异物

当工作区域中存在一个代表性异物时,功率发射器不得将其加热至高于与该异物相关的极限温度。

5.5.2 功率传输前的FOD 方法

5.5.2.1 方法介绍

在启动向功率接收器传输功率之前,功率发射器可以采用多种方法来检测异物,如空载测试和共振 变化。空载测试功率发射器确保仅在用户放置功率接收器产品之前,其界面表面为空的情况下,才会开 始功率传输。它通过等待用户放置物体来确定是否存在异物,如果是异物,则等待用户将其移除。

功率发射器通常使用模拟 Ping 来检测其工作范围内是否有物体。它应用微弱的功率信号,并通过 观察共振特性的变化来判断物体的存在。如果存在物体,只有功率接收器产品会对此做出响应,随后功 率发射器会进行数字Ping 。如果没有对数字Ping 的响应,功率发射器会假定其表面的物体是异物。

空载测试无法检测到与功率接收器产品同时到达的异物(例如,粘贴在功率接收器产品上的铝箔)。 为了区分功率接收器产品内的异物和友好金属,功率发射器可以量化共振特性的变化,并寻找与功率接 收器产品本身存在引起的预期变化的差异。

因此,在共振变化的方法中,将功率接收器产品放置在功率发射器产品上时,功率接收器提供参考 储能电路的预期电感。功率发射器可以使用该信息来确定其与功率接收器产品之间是否存在异物。为了 做出足够准确的判断,功率发射器应考虑其与参考电路设计的差异。

5.5.2.2 空载测试

概念流程图如图18所示,描述了空载测试如何融入预通电启动流程。基本上,该流程包含两个循

环。在第一个循环中,功率发射器等待用户放置一个物体。接下来,如果物体对数字 Ping 有响应,则 该物体是功率接收器产品,功率发射器继续传输功率。否则,该物体是异物,进入第二个循环,功率发 射器等待用户将其移除(回到第一个循环)。因此,在第一个循环的开始时,接口表面应为空。

图18 启动时的空载测试的概念流程图

实际的实现应加强这种概念流程,以解决以下问题:

a) 用户最初将功率接收器产品放置在未对齐的位置,导致其对数字Ping 没有反应,随后将其移 动到更好的对齐位置;

b) 模拟Ping 未能检测到功率接收器产品的存在,因为后者对功率发射器的特性影响微弱;

c) 通信错误导致对数字Ping 的响应受损。

为了解决这些问题,可以采用一些增强措施,例如使用超时、标志和多个阈值等。具体来说,在等 待用户放置功率接收器产品时,功率发射器可以偶尔发出数字 Ping, 以确保模拟Ping 不会漏检功率接 收器产品。这种方法还可以帮助处理最初未对准的功率接收器产品,并结合持续监控功率发射器属性的 任何变化。

当启动模拟 Ping 时,功率发射器会产生微弱的功率信号,并测量其电路的质量因子。如果测量值 与空载值(存储在功率发射器中)有足够的差异,则表明存在异物。

5.5.2.3 共振变化

当用户将功率接收器产品放置在功率发射器的工作区域时,由于功率接收器屏蔽的接近,功率发射 器线圈的电感通常会增加,从而导致功率发射器的谐振频率降低。同时,功率接收器产品中的友好金属 吸收功率,导致谐振的品质因数降低。

以图19为例,当操作区域为空时,谐振发生在频率f₁ ( 深色曲线)。当操作区域中存在功率接收器 产品时,谐振会转变为频率f, ( 通常较低)。这种转变的幅度取决于功率发射器和功率接收器产品的设 计属性,以及后者在操作区域中的位置。例如,对于带有保护壳的手机,频率变化通常比不带保护壳的 同一手机小,原因是手机屏蔽和功率发射器线圈之间的距离增加。

该图中的虚线显示了当工作区域中除了功率接收器产品外还存在异物时,谐振曲线的变化。通常, 异物会抵消功率接收器产品引起的频率偏移,并降低谐振强度(即品质因数)。这是因为异物会产生功 率损耗,并屏蔽功率接收器产品中的铁氧体与功率发射器线圈的相互作用。

工作频率

图19 由功率接收器产品和异物引起的谐振偏移

功率发射器可以通过谐振频率的变化来确定操作区域中是否存在异物。然而,这需要功率接收器的协 助才能实现。这是因为一个功率接收器产品可能会产生与另一功率接收器产品和异物组合相同的频率变化。

为了支持基于谐振变化的异物检测 ( FOD) 方法,功率接收器应在通信协议的协商阶段使用 FOD 数据包发送参考谐振频率f(ref) 和参考品质因数Q'e)。

参考谐振频率和参考品质因数是加载功率接收器产品的参考谐振电路的谐振频率和品质因数。为了 确保异物对谐振变化的贡献大于对金属的贡献,本标准中功率接收器产品的参考品质因数应为 Q'(ref)≥25。

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  • 本文由 发表于 2026年5月20日 09:54:41
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