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GRL 公司介紹:MPP 測試儀在 Qi 認證中的不可或缺地位

作者:充電頭網

前言

WPC 釋出最新認證消息,Qi2.0 認證中将加入 MPP 協定,相容BPP 協定。MPP 協定的測試項目繁多複雜,相關産品要求也将發生變化。GRL 在此關鍵節點,選擇向與會者分享有關 MPP 測試内容的解析、測試儀的介紹和實測示範。

會議介紹

GRL 專業從事一站式認證測試服務和測試儀器的研發制造,測試實驗室與研發中心遍布全球。本次會議将由來自 GRL 的孫燈亮先生為與會者詳細介紹 MPP 的相關測試項目與測試内容,還包含了 MPP 測試儀的具體介紹和MPP測試儀的現場示範。幫助無線充電認證加快 Qi2.0 認證的準備和推進腳步,更快更穩完成在無線充電行業發展上的布局。

GRL 公司介紹:MPP 測試儀在 Qi 認證中的不可或缺地位

本次會議主題涉及較廣,是整個無線充電行業的重要議題,在 WPC 的未來認證布局中,Qi2.0很可能也是與過去充電劃分差別的主要節點。GRL公司更是一家在世界各地有着廣泛發展的公司。

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GRL 公司 2010 年成立于矽谷,與其他公司不同,GRL 緊扣美國釋出的全球規範,緻力于幫助企業實作高效及時的高速信号和充電技術解決方案,合作公司遍及全球。在美國、台北、印度、日本、亞太、中國、德國等國家有着 9 個實驗室和 3 研發中心。更有着來自測試和半導體等各領域的資深人士,在高速信号和充電技術的知識和規範上有多年紮實的經驗。

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GRL 支援一站式的認證測試和測試服務,主要是高速互聯等國際協會标準,比如 Thunderbolt 、USB 等高速互聯;無線技術等國際标準,比如 Qi 在美國也有認證資質;還有其他的測試服務,包括預認證及其測試服務、信号&電源完整性測試與驗證、晶片功能驗證調試、咨詢與教育訓練、GRL GTrusted&相容性測試等。

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GRL 同時研發制造測試方案和測試儀表,目前主要集中在幾細分領域,一細分領域是做高速總線測試方案;一細分領域是研發制造 PD 綜合測試儀器。最後一細分領域是 Qi 測試儀。這些儀表都跟協會緊密綁定,也通過了協會認證和推薦。

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這是對GRL的相關會議内容安排的目錄展示,主要包括 Qi2 MPP 測試内容介紹、Qi2 MPP 測試儀介紹、Qi2 MPP 實測示範。

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最新的 Qi2.0 MPP測試内容引起了廣泛關注。據悉,該測試涵蓋了超過340項内容,其中MPP的FOD領域的測試項目數量更是增加到了 182 項以上。測試時間預計需要八到九個小時,可見MPP測試的複雜性。測試内容主要包括以下幾個方面。

首先是Qi協定測試,其中包括通信實體層、通信協定層以及電力傳輸層的驗證。除此之外,MPP測試還增加了協定測試外的更多的領域,這也導緻了測試時間的延長,并對相關工程師提出了更高的要求。

另外, 手動定位器在測試中扮演了重要角色,規範規定測試線圈和被測件的位置要求極為嚴格,精确度達到了毫米級。需要進行多個點的測試,這已經被确認,這使得測試的複雜度進一步增加。此外,與以往的 EPP 不同的是,除了 Qi 協定的要求外,還需要對線圈和磁體進行特殊測試,這要求測試人員使用相應的測試線圈,并結合網絡分析儀VNA、LCR表和力度計多種儀器來完成測試。

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這是最新測試規範裡的單獨一章,叫:Compliance with Digital Ping。

針對 Digital Ping 測試,其測試範圍包括 128 K 赫茲和 360 K 赫茲,類似于模拟測量。其中, BPP 模式對應 128 K 赫茲,而 MPP 模式對應 360 K 赫茲。傳統的BPP 和 EPP 模式的頻率範圍在 100 K 赫茲至 200 K 赫茲之間,而MPP裡的BPP 模式選擇了128K赫茲進行設計。

為了特殊要求,如防止異物幹擾出現。例如在車載應用中使用100K赫茲至200K赫茲的頻段容易産生幹擾,而360K赫茲的頻率對安全性能的提升效果更好。

是以,MPP 模式的核心在于其固定的頻率 360 K 赫茲。此外,MPP 模式有兩種協定模式,一種被稱為節約模式或限制模式等。該模式僅在不需要高功率的情況下工作,并限制功率到5W。

但在協定方面,MPP 限制模式表現為 BPP 的通信協定模式。MPP 需要支援Restricted模式和 Full 模式。這兩種模式都相容以前的 BPP 的 Qi 協定。是以,隻需完成MPP測試項目,理論上就可以支援 BPP ,而無需單獨為 MPP 在 BPP 上進行再次測試。

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這是最新測試規範裡的單獨一章,叫:Compliance with power delivery requirements。

據了解,保證15W功率在實際測試中非常重要。具體測試程度和功率範圍的定義則取決于相應的标準和分類。在測試中,零點被明确定義為線圈中心點,即非外部的零點,而其距離則是通過對成品的表面距離進行界定。

标準要求半徑範圍内的測試區域,包括高度為 2 毫米的區域,能夠保證 15W 的功率輸出。是以,尺度并不過于嚴格,但必須確定在 2 毫米範圍内能夠提供 15W 的功率輸出。此外,對于 0毫米到 3 毫米或 8 毫米半徑範圍内的區域,要求能夠提供 5W 的功率輸出。相較于 15W 功率要求較高傳輸效率,即 0.0 位置的傳輸效率達到了 88% 以上,當線圈存在一定的磁飽和效應時,效率約為 88% 左右,至少在 0.0 位置時能夠達到 86% 以上的效率。

然而,當距離拉開時,功率效率會迅速下降,能量傳輸效率可能降至 75% 左右,是以對于距離的要求也較為嚴格。是以,在持續充電過程中,針對這些距離,需要進行更加嚴格的測試。在 2毫米的距離上,要確定能夠提供 15W 的功率輸出,在 8 毫米和 3 毫米的方向上,對設計要求更為嚴格和持久。需要注意的是,這裡所指的高度和距離并非線圈之間的距離,而是指充電裝置表面與測試探頭之間的距離。

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這是最新測試規範裡的單獨一章,叫:Compliance with communication physical layer requirements。

關于通訊層頻率的提升,有望為 EPP 和 BPP 等技術帶來更快的速度。以往,通訊頻率以 512 個周期為機關進行傳輸。一般來說,像 EPP 和 BPP 的技術,它們會采用通用速率進行傳輸。然而,正常情況下,MPP 可能會擁有更快的速度,即四倍的速度,進一步提升了通信速率。

在圖表上可以看到,調試内容與以往不同。如果僅從頻率方面來看,調整将通過頻率調頻的方式進行。同時,我們可以選擇不同的頻率,例如 360 K 赫茲或 128 K 赫茲。這一頻率提升将為通訊技術的發展帶來新的可能性,加速了資訊傳輸的速度和效率。

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這是最新測試規範裡的單獨一章,叫:Compliance with communications protocol requirements。

近期的報道揭示了 MPP 測試過程的變化,該過程與以往有所不同,現在要經過一系列嚴格的協商和研發流程,以确定是否符合審批标準。這一變化使得溝通過程中涉及到的術語更加多樣化,其中包括PIN配置、協商部分和各種工具等,而完整的協定流程圖扮演着重要角色。在真正的功率傳輸階段,測試内容變得更加繁多,整個協定測試涉及約 140 多個項目。新增的協定被稱為隐身協定,它涵蓋了電力傳輸部分,與前述協定部門和功率相關,但更加直覺和高效。這一系列的變化表明了 MPP 測試過程的嚴格性和完整性,為相關技術的發展提供了更堅實的基礎。

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MPP 是一種協定擴充,可提供額外的消息、新的功率狀态/模式、新的功率傳輸合約元素,并旨在提供多種功能,資訊交換、快速響應、電力控制和更高的容錯率等。

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這是最新測試規範裡的單獨一章,叫:Cloak Phase Test。

最新的測試中,除了針對先前的接口進行測試外,還包括對更大資料流量的處理能力進行評估。這些測試主要滿足身份認證方面的需求。其中一項被稱為"Cloak"的技術,是一種在不通知使用者或重置協商電力傳輸協定的情況下,暫時中斷電力傳輸的方法。功率傳輸的中斷可能出現多種原因,包括熱管理、功率預算變化、共存等各種因素。

這次的測試擴充了測試範圍,旨在探索在各種情況下的電力傳輸的可靠性和穩定性。通過測試和評估,有望進一步優化電力傳輸協定,并提供更高效、可靠的身份認證方案。這一系列測試的進行顯示了對電力傳輸和身份認證的持續關注,為相關技術的發展和應用提供了有力支援。

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這是最新測試規範裡的單獨一章,叫:Compliance with FOD requirements。

針對目前的測試要求,其中一個主要方面是對協定進行全面測試,這涵蓋了協定的實體層、協定層以及電力層等多個方面。此外,FOD 測試項目數量超過了 180 項,測試範圍得到了大幅度擴充。同時,測試還需要考慮到每種異物的要求都可能不同。

這也給測試增加了相當的複雜性,盡管目标仍然是相同的,但 GRL 的工具相比以往更加便捷一些。這些測試的要求及其複雜性彰顯了對協定層、實體層和電力層全面檢測的重視。通過提供更便利、更精确的測試工具,GRL 緻力于推動技術的不斷發展和應用的提升。

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這是最新測試規範裡的單獨一章,叫:Compliance with authentication requirements。

關于身份驗證标準,目前的測試規範并沒有明确指出,隻是提到與 Qi 1.3.3相同,具體的要求是可以支援的。這意味着需要讀取身份證、資訊和數字簽名,并包括認證挑戰等多個方面,以實作完整的認證流程。

GRL 緻力于確定資料簽名和身份驗證的完整性,以達到規範要求的标準。這包括對身份證資訊的準确讀取和驗證、數字簽名的可靠性以及對認證挑戰的應對能力等方面。通過推動認證标準的明确化和測試工具的不斷改進,GRL 将努力確定認證流程的可靠性和安全性,以滿足行業和使用者的需求。

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在測試過程中,精準的定位是一個新增加的難點。為了滿足要求,需要達到不到1毫米的定位精度,這可能需要使用自制定位裝置或使用 GRL 定位工具。據報道,GRL 将釋出一種機密的定位器,這也被認為是達到設計要求的一種選擇。這個定位器的設計可以作為參考,如果人工處理能夠滿足需求,也可以自行研究并應用。

雖然目前在規範中對定位的具體要求很多,未來可能會進行适當的調整。總體而言,GRL 發現定位精度的精度要求較高,并且涉及各種協定。在整個測試過程中,共有 140 多項測試項目,其中超過 100 項是針對 0.0 位置的測試,而其他約 40 多項涉及其他位置的測試。

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這是最新測試規範裡的單獨一章,叫:Compliance with magnetic requirements。

在新增的測試項目中,有四項需要重點關注。其中,互感測試相對簡單,涉及到接收端線圈和發射端線圈的耦合,通過測量傳輸損耗率來評估傳播效率。相關的計算公式和表格可用于綜合考慮交流電阻等因素。

另外,引入了系數政策,需要進行網絡分析和端口測量,以确定能量從一端傳輸到另一端的效率。耦合系統的測試也涉及網絡分析儀,使用雙通道和三個線圈進行分别測試。

還有的測試項目則是針對磁飽和的測試,使用 LCR 表來測量電感和交流電阻等參數。耦合因子的測試與前述項目略有不同,需要進一步研究以了解具體的測試步驟。

這些測試項目需要相應的測試線圈和通用測試儀器,包括網絡分析儀VNA,LCR表。磁鐵吸力和磁力的測試。

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以上是最新測試規範要求的測試内容的解析,這些内容覆寫了最新測試規範的所有測試項目和測試内容。接下來介紹中國第一台 Qi2測試儀,也即 MPP 測試儀。

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MPP 測試儀器具備廣泛的功能和強大的支援能力,滿足了 Qi2 MPP 裝置的一緻性測試需求,為認證測試、快速驗證、自動化測試、仿真器支援和離線分析提供了全面的解決方案。

這款測試儀器的特點之一是支援多種功能,包括功率、電壓、電流的編輯與控制,手動的控制編輯等。同時,它還能調用各種測試項目,為協定測試提供便利。使用者界面直覺易用,通過波形和協定對照的分析,能夠快速定位和解決問題。

該測試儀器還具備全面的 FOD 測試能力,提供強大的離線分析功能。未來,随着 WPC Qi 标準的普及,這款測試儀器将為行業的發展和市場的拓展做出重要貢獻。

為了提供更高效的技術支援,GRL 在印度研發中心設立協定深入支援能力,以便實時解答使用者的問題。同時,在上海成立技術支援中心,為廣大客戶提供基礎知識交流和測試儀的技術支援,幫助解決各類測試中的異常情況。

GRL 還承諾全面配備測試儀器和附件,包括 EPP/BPP、MPP,覆寫PTx和PRx,提供校準維修儀器和附件備份。這将減少使用者的等待時間,提高問題解決的效率,真正推動無線充電市場的發展。

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離線分析在調試方面具有重要作用,它将協定轉化為特色的資料形式,包括協定包、波形和測試結果等内容。同時可通過電子郵件發送包括詳細分析結果的檔案,任何人在任何地方都可以輕松檢視。該軟體還支援身份認證功能,確定使用者在進行自動設定時的統一性。提供報告分析工具,将生成的多個報告合并,形成完整的、有價值的報告。該軟體還支援API操作,使使用者能夠更靈活地進行操作。

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硬體設計方面,第一,該測試儀通過了嚴格的審查,支援 WPC 成員檢視相關的電路闆設計電路。

第二,硬體方面,裡面插入子產品,這個子產品還保證更新能力。未來隻要在子產品上面做更新,整個機器不用更換,子產品更換就可以覆寫未來 Qi2 标準的需求。

第三,該測試儀将有可靠的第三方校準,如泰克科技或 GRL 的工廠校準。并且,具備較低的校準價格,節省了使用成本。

第四,整體目标是給長期擁有者減輕負擔。

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GRL 的測試儀能夠執行全自動化的CTS測試項目,還具有豐富的測試選擇方式,可以檢視豐富協定資訊。

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使用者将可以直接調用測試項目,在上面改相關參數。可以改變包的時序,可以改變包的内容,在上面就可以直接編輯,這樣就非常簡單。另外可以添加一些亂序資訊,可以發送及時資訊。大量節省了使用者的編輯時間。

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此外,該軟體還提供協定和波形的關聯檢視功能。在很多情況下,僅從協定上無法發現問題,必須檢視波形,這樣更加直覺。通過這種方式,一般來說更容易定位問題。當然,問題不僅僅限于此,還包括電壓、電流波形等方面,使用者可以通過實時與溫度等參數進行對比,包括身份認證等内容,這些波形所對應的資料包都可以進行詳細檢視。

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在其他方面,可以按照CTS的詳細步驟執行各項測試、保留了所有測試的trace檔案,可離線分析。多種測試報告格式,包括HTML,CSV,和JSON。因為JSON 的檔案比較大,要簡單給客戶看,則可以生成HTML報告 ,很多資訊都會包含在報告裡面。

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GRL 的測試儀有着來自權威的第三方校準,更加值得認可。

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目前GRL 支援的技術規範較為确定,支援Qi2.0,通過了多項認證。

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測試儀的硬體前端接口部分,可容納的儀器測試接口較為豐富,它可以将儀器采集的波形跟外面用其他儀器采集的波形進行對比,這樣可以确定一些難以調試的問題的所在。

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所有的電腦都可安裝免費的軟體,需要時直接通過網線就可以連硬體做測試。相應的,控制PC也有着一些要求,包括系統的RAM大小和系統要求等。

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測試精度方面,電壓采集為 +/-1mV,電流的精度+/- 2mA。泰克科技是GRL的全球的校準合作夥伴。

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MPP 測試儀提供标準的測試附件,核心附件是 MPP TPR 測試探頭, 同時會提供4個 FODs 和 移位器 。另外還附帶溫度采集器。要注意的是,MPP 手動定位器是一個額外的選件,單獨出售,不是 MPP系統的一部分。其次,MPP 波形參數測量在内部進行,不需要外部示波器,但是提供了連接配接電纜用以支援任何外部的調試和驗證。

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GRL 還在現場詳細示範了關于測試儀的詳細操作,包括自動化測試,離線模式操作、詳細設定配置、報告合并、調試能力、生成報告等等。在實操中展現的功能非常符合 GRL 在演講之中提到的儀器定位,完全的展現了GRL MPP測試儀在相關方面的優越性能。

充電頭網總結

MPP 作為 Qi 2.0 認證中必不可缺的一部分,在未來的無線充電市場上必将占到重要地位,是以,MPP 相比較于 EPP 和 BPP 而言,具有更多的優勢和更大的相容性。GRL 作為支援一站式認證測試服務和測試儀器研發制造的全球認證和測試公司,具有多個研發中心的優厚實力,提供了關于MPP測試儀的相關介紹以及實際示範。展示了 MPP 測試儀具有的綜合實力以及優秀的測試功能,能夠涵蓋CTS要求的全面項目的測試能力。確定了數字簽名和身份驗證的完整性,能夠達到規範的要求。具備先進研發中心和技術中心支援能力的 MPP 測試儀,能夠提供全面的解決方案,支援多種功能、自動化測試、離線分析,不需要額外付費,能夠保護客戶長期投資。并且擁有可靠的第三方校準合作機構。有各種需求的客戶,詳情請聯系 GRL 公司。