車載無線充電方案

Silver 是大聯(lián)大世平集團推出的一款車載 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。

只要是通過 Qi-BPP、Qi-EPP 認證，或支持最高 50W 私有協(xié)議快充的手機，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。它支持 OTA 升級，并且將無線充電電路連接到與 NFC、CAN 總線通信的主機 MCU，為用戶提供了較為完整的參考設(shè)計。板子中線 V-cut 加獨立的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)計的一款高效的、符合Qi 認證標(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 以極低的待機功耗，最大限度地提高了軟件靈活性，并具有讀寫保護。

· 支持 I2C、2x UART 接口

· 集成多通道 12-bit ADC，全橋驅(qū)動，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

· 符合車規(guī) AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，溫度等級 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 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 認證標(biāo)準(zhǔn)的 SE IC，使得手機端或其他接收設(shè)備可對無線充電設(shè)備進行身份鑒權(quán)，判斷其是否為認證產(chǎn)品

· 采用定頻結(jié)構(gòu)并且頻偏極小，滿足嚴格的車規(guī)需求

· 支持基于 Q 值檢測的 FOD 和基于功率損耗計算的 FOD，提高了 FOD 的精度

· 采用 NXP 車規(guī)級 MCU S32K144，支持 OTA 升級，以后的產(chǎn)品和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等可以很方便的進行固件升級

· 集成 NFC 功能，實時檢測射頻卡，防止損壞 NFC 卡

· 選用車規(guī)級元件，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、全橋驅(qū)動、線圈選通等功能。

· 全橋的 SW1、SW2 節(jié)點產(chǎn)生交流電壓（AC Voltage），實際上是一個方波。

· 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到 75% 以上。