无线能量传输经过长时间的不断研究,已经逐渐应用到手机、家用电器、智能汽车各个方面。其安全性、稳定性、高速率、面积和功耗之间的平衡虽然取得了有效的进展,但是仍是在不断探索中。同时为了解决各国之间所设计的无线充电设计的通用性,全球通过WPC联盟创建了QI无线充电协议。而由于我国目前针对无线充电的领域研究时间尚浅,所以针对该协议的设计报道并不是很多。本文所研究的重点是关于QI无线充电协议的主控制器的设计研究。该研究首先基于QI无线充电协议接收器的接口进行RTL设计,在该设计中会针对所需要的数据包进行寄存器设计,同时将采集到的数据包进行CRC校验来判断数据是否正确,并根据正确的数据包进行状态之间的变换,通过仿真软件查看该设计正确。在控制器中使用的控制算法是DPID算法。针对该算法会先从Flyback电路的角度出发,利用Matlab软件,从模拟量上进行分析其动态响应和稳定性,并针对波特图合理的设计其传递函数,并查看其波特图可以发现其穿越频率在25kHz,其相位裕度在65度,很好地解决了系统的稳定性。利用Simulink搭建电路模型,查看在电源电压5V的情况下,其稳态电压为2.993V,其在2.96V和3.02V之间浮动,收敛时间在0.0035s,符合电路所要求的3V电压,然后针对Simulink模型进行RTL设计和仿真。而针对所使用的DPID算法,为了避免电路模型的不同所带来的K_p、K_i、K_d参数整定,将会介绍BP神经网络PID算法,并将该算法与DPID算法进行对比分析。同样该算法基于Simulink模型,BP神经网络算法用S-function实现,并查看仿真结果。并且为了更加有效的提高收敛速度,设计了一种调整步长的算法对BP神经网络PID控制器使用,最后将BP神经网络PID控制器进行RTL设计。首先对整体框架进行设计,其中涉及到开环状态机,结点计算和激活,闭环状态机和权重值更新计算,并利用Synopsys软件对其资源进行评估,发现其虽然其通用性有所提高,但是其复杂度和资源使用量要大很多。对其主控制器进行数字版图设计,其使用的是0.18μm的1P6M工艺库。查看其DRC和LVS,可以发现其并没有发生断路和短路现象,其设计面积为0.47mm~2,单元使用量为15860。