車載無線充電方案
Silver 是大聯(lián)大世平集團(tuán)推出的一款車載 50W 無線充電器解決方案,它集成了車載中功率無線發(fā)射器控制芯片 CPSQ8100,主控 MCU NXP S32K144,數(shù)字控制式 Buck-Boost MPQ4214,符合 Qi1.3 標(biāo)準(zhǔn)的加密 IC,NFC 控制 IC 等。
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/202306/447446.htm只要是通過 Qi-BPP、Qi-EPP 認(rèn)證,或支持最高 50W 私有協(xié)議快充的手機(jī),都可無障礙使用本方案板無線充電。本方案在 50W 快充的基礎(chǔ)上,優(yōu)化了充電區(qū)域和充電距離(Coil to Coil 8mm),以適應(yīng)車輛的震動(dòng)。它支持 OTA 升級(jí),并且將無線充電電路連接到與 NFC、CAN 總線通信的主機(jī) MCU,為用戶提供了較為完整的參考設(shè)計(jì)。板子中線 V-cut 加獨(dú)立的Buck-Boost 模塊,使得此方案可模擬車載前裝產(chǎn)品架構(gòu),大大提高用戶的前期開發(fā)速度。
?場景應(yīng)用圖
?產(chǎn)品實(shí)體圖
?展示板照片
?方案方塊圖
?核心技術(shù)優(yōu)勢
本方案用到的主芯片 CPSQ8100 是易沖半導(dǎo)體專為無線充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一款高效的、符合Qi 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的磁感應(yīng)式無線功率發(fā)射芯片,輸入電壓范圍 3.9V~26V。它集成全橋驅(qū)動(dòng)電路、Q值檢測、調(diào)制解調(diào)電路等低功耗模塊,且全面支持私有協(xié)議快充。與其他平臺(tái)架構(gòu)相比,易沖 CPSQ8100 具有集成度高、成本低、量產(chǎn)充分等明顯優(yōu)勢。
特性:
· 符合WPC Qi v1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)
· 集成32-bit ARM Cortex-M0 內(nèi)核,34KB MTP,32KB ROM,6KB SRAM
· 片上 MTP 以極低的待機(jī)功耗,最大限度地提高了軟件靈活性,并具有讀寫保護(hù)。
· 支持 I2C、2x UART 接口
· 集成多通道 12-bit ADC,全橋驅(qū)動(dòng),F(xiàn)OD 等
· 內(nèi)置 BUCK 轉(zhuǎn)換器,低壓 LDO,DC-DC 控制器,調(diào)制解調(diào)器
· 支持與無線充電接收端之間安全的雙向通信 (ASK/FSK)
· 支持雙 RX 充電應(yīng)用
· 靈活支持多種快充協(xié)議:QC2.0/QC3.0/PD3.0/SCP/AFC
· 可靠的過壓/過流/過溫保護(hù)
· 符合車規(guī) AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn),溫度等級(jí) Grade 2: - 40°C to +105°C
· 6mmx6mm,48-Pin 無鉛的小型 QFN 封裝
?方案規(guī)格
· 支持高達(dá) 50W 的私有協(xié)議快充,充電效率≥75%
· WPC Qi v1.2.4 15W EPP
· 預(yù)置符合 WPC 最新 Qi1.3 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的 SE IC,使得手機(jī)端或其他接收設(shè)備可對無線充電設(shè)備進(jìn)行身份鑒權(quán),判斷其是否為認(rèn)證產(chǎn)品
· 采用定頻結(jié)構(gòu)并且頻偏極小,滿足嚴(yán)格的車規(guī)需求
· 支持基于 Q 值檢測的 FOD 和基于功率損耗計(jì)算的 FOD,提高了 FOD 的精度
· 采用 NXP 車規(guī)級(jí) MCU S32K144,支持 OTA 升級(jí),以后的產(chǎn)品和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等可以很方便的進(jìn)行固件升級(jí)
· 集成 NFC 功能,實(shí)時(shí)檢測射頻卡,防止損壞 NFC 卡
· 選用車規(guī)級(jí)元件,保證整體方案的車用安全性
· 支持多種線圈架構(gòu),支持多線圈解決方案
本 TX 方案中的功率傳輸途徑:
· 外部輸入直流電壓(DC Voltage),經(jīng)過Buck-Boost 調(diào)壓給功率全橋。
· 由 CPS8100 提供調(diào)壓信號(hào)、全橋驅(qū)動(dòng)、線圈選通等功能。
· 全橋的 SW1、SW2 節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生交流電壓(AC Voltage),實(shí)際上是一個(gè)方波。
· 方波加載到 LC Tank 兩端產(chǎn)生交流電流(AC Current)。
· 交流電流通過線圈產(chǎn)生磁場。 從各模塊分布可以看出,本方案的布局布線合理,大功率和小信號(hào)之間隔離較為充分。綜合低功耗元件、合理的layout、充分散熱等因素,使得充電效率能夠達(dá)到 75% 以上。
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