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芯洲科技無(wú)線充電Qi2.0PMIC方案,穩(wěn)定高效!

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隨著WPC Qi2.0的發(fā)布,Qi2.0認(rèn)證讓眾多無(wú)線充方案商及相關(guān)產(chǎn)業(yè)為之牽掛,Qi2.0的發(fā)布也為無(wú)線充注入新鮮的血液和生機(jī),帶來(lái)無(wú)數(shù)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。無(wú)線充的便捷與安全正在被用戶們認(rèn)可,市場(chǎng)對(duì)無(wú)線充的需求也越來(lái)越旺盛。

01 方案原理及發(fā)展情況

什么是無(wú)線充?

無(wú)線充電簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是不需要借助于電導(dǎo)線的裝置,利用電磁感應(yīng)原理、電磁波共振原理或者其它將磁場(chǎng)作為傳送功率橋梁的技術(shù),在發(fā)送端和接收端兩個(gè)地方采取相應(yīng)的裝置來(lái)對(duì)產(chǎn)生的交流信號(hào)進(jìn)行發(fā)送和接收進(jìn)而完成充電的一項(xiàng)技術(shù)。

手機(jī)無(wú)線充采用的的是磁感應(yīng)式:初級(jí)線圈產(chǎn)生一定頻率的交流電,通過(guò)電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流,從而將能量從傳輸轉(zhuǎn)化到接收端。

圖1 無(wú)線充原理圖 摘自百度百科

什么是Qi2.0

只要任意數(shù)碼設(shè)備上有Qi的標(biāo)識(shí),意味著都可以用Qi無(wú)線充電器進(jìn)行充電。Qi2.0是Qi的升級(jí)版,是WPC無(wú)線充電聯(lián)盟制定的全新增強(qiáng)型無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)。Qi2.0的充電功率由Qi1.3的7.5W提升到Qi2.0的15W,同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的BPP和EPP協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化,形成全新的MPP協(xié)議使其擁有更好的兼容性和更高的充電效率。

得益于Qi2.0的發(fā)布,無(wú)線充充電功率有了大幅提高,發(fā)射端的輸入電壓最大可以到19V以減小電流降低線圈上的損耗,提高效率,這就對(duì)發(fā)射端的IC耐壓有了≥19V的要求。

02 高性能PMIC解決方案

下圖是芯洲科技基于MPP的發(fā)射端方案,適配器提供9V的電壓,通過(guò)SCT12A2升壓9.5-19V給全橋供電,通過(guò)鑒權(quán)IC的安全認(rèn)證以及MCU和受電端的握手后,MCU控制全橋在線圈上產(chǎn)生交變的電流,使線圈上的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電。

圖3 MPP發(fā)射端方案框圖

方案解析:

SCT12A2

升壓IC,在Qi2.0的標(biāo)準(zhǔn)中最大充電功率為15W,為了提高效率,需要提高電壓以減小電流,在Qi2.0的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)最高電壓可到19V,這就要求在適配器之后必須用一顆升壓芯片對(duì)適配器的輸出進(jìn)行升壓,給全橋供電。

SCT63240A

一路全橋在MCU的控制下在線圈上產(chǎn)生交變的電流,使線圈上的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)化;一路LDO可以給MCU供電;還有一路Buck在多充的場(chǎng)合,可給小功率的無(wú)線充供電,例如手表無(wú)線充電。

鑒權(quán)IC

鑒權(quán)IC實(shí)際是安全芯片的一種,有防偽認(rèn)證、通訊保護(hù)和保護(hù)數(shù)據(jù)安全性的作用,給大功率充電提供了安全保護(hù),WPC發(fā)布的Qi2.0要求,要通過(guò)Qi2.0的認(rèn)證就必須包含鑒權(quán)。

MCU

和受電端握,調(diào)控BOOST芯片的輸出電壓,通過(guò)控制占空比去調(diào)控全橋的輸出功率,以適配受電端的充電需求。

03 芯洲科技產(chǎn)品介紹

PMIC方案— SCT63240A 

SCT63240A集成了全橋、LDO和BUCK為一體。全橋耐壓20V,功率20W,集成一路3.3V/200mA的LDO和一路5V/1A的BUCK,不再需要額外的LDO給MCU供電,極大地簡(jiǎn)化TX原理圖方案,使方案的成本和用料得到精簡(jiǎn)。

·  VIN寬電壓輸入范圍:4.2V-20V

·  PVIN寬電壓輸入范圍:1V~20V

·  高達(dá)20W的輸出功率

·  14.5mΩ Rdson功率MOSFET集成全橋功率級(jí)

·  集成高效5V-1A降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器?

·  針對(duì)EMI降低進(jìn)行了優(yōu)化

·  內(nèi)置3.3V-200mA LDO

·  集成無(wú)損輸入電流傳感器,F(xiàn)OD和電流解調(diào)精度為±2%

·  3.3V和5V PWM信號(hào)邏輯兼容

·  輸入欠壓鎖定

·  過(guò)電流保護(hù)

·  過(guò)溫保護(hù)

·  3mm*4mm QFN-19L封裝

BOOST方案— SCT12A2

SCT12A2是一顆升壓IC,最高輸出電壓21V,開(kāi)關(guān)電流15A,輸出功率30W以上,完全符合Qi2.0的需求,可以驅(qū)動(dòng)一顆P-MOSFET做負(fù)載開(kāi)關(guān),解決了BOOST IC不能完全關(guān)斷的問(wèn)題。

·  寬輸入電壓范圍:2.7V-20V

·  寬輸出電壓范圍:4.5V-21V

·  全集成13m? 高邊FET和11m? 低端FET

·  Vin=7.2V、Vout=15V和Iout=2A時(shí)

效率高達(dá)96%

·  最高15A開(kāi)關(guān)電流和可編程峰值電流限制

·  使用外部P溝道MOSFET的負(fù)載斷開(kāi)控制

·  典型關(guān)閉電流:1uA

·  可編程開(kāi)關(guān)頻率:200kHz-1.0MHz

·  頻率調(diào)變模式

·  可編程軟啟動(dòng)

·  輸出過(guò)壓保護(hù)

·  過(guò)溫保護(hù):150°C

·  提供DFN-20L 3.5mmx4.5mm包裝

BOOST升級(jí)方案— SCT12A5

在MPP方案中,客戶比較關(guān)注的兩個(gè)點(diǎn)——效率和尺寸,SCT12A5都做了極大的優(yōu)化:

1. 效率:輸入9V輸出17V,功率21W的條件下,效率達(dá)到了97%;

2. 尺寸:更小的封裝尺寸,QFN3*4的尺寸對(duì)于空間要求更小。

·  寬電壓輸入范圍:2.7V-20V

·  寬電壓輸出范圍:4.5V-21V

·  全集成10mΩ高邊FET和6.5mΩ低邊FET

·  Vin=9V、Vout=18V和lout=1.3A時(shí)

效率高達(dá)97%

·  高達(dá)21.5A的開(kāi)關(guān)電流和可編程峰值限流器

·  典型關(guān)閉電流:1uA

·  靜態(tài)電流:300uA

·  固定400KHz開(kāi)關(guān)頻率

·  輕負(fù)載條件下可選擇PFM、USM和FPWM并行模式

·  可編程軟啟動(dòng)

·  輸出過(guò)壓保護(hù)

·  過(guò)溫保護(hù):150°C

·  QFN-13 3mm x 4mm封裝

目前,SCT12A2和SCT63240A已穩(wěn)定量產(chǎn)3年以上,如有需求可以提供樣片測(cè)試,申請(qǐng)樣片或訂購(gòu)可聯(lián)系銷售(關(guān)注公眾號(hào)SCT芯洲科技,菜單欄獲取銷售聯(lián)系方式),或郵件至:sales@silicontent.com。

責(zé)編: 愛(ài)集微
來(lái)源:芯洲科技 #芯洲科技# #無(wú)線充電#
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