為了給個人電子設(shè)備提供安全高功率無線充電，產(chǎn)品必須解決一系列設(shè)計挑戰(zhàn)和難題，其中包括能效、通信可靠性、異物檢測(FOD)，以及過熱、過壓和過流等保護。

作為無線充電WPC聯(lián)盟的資深成員，意法半導體多年來一直基于行業(yè)標準Qi無線充電系統(tǒng)平臺提供設(shè)計解決方案，為行業(yè)提供一套功能完整的收發(fā)解決方案。

一、ST經(jīng)Qi認證的無線電源解決方案

意法半導體的無線電源解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)更快的高功率充電，從而提供更好的用戶體驗。關(guān)鍵的安全功能可確保為終端用戶提供保護，而ARC模式等突破性創(chuàng)新則可以幫助客戶打造涉及無線電源的優(yōu)秀市場解決方案。專有的意法半導體超級充電(STSC)協(xié)議可實現(xiàn)最高達100W傳輸功率的快速充電。

意法半導體提供全行業(yè)品類齊全的無線充電產(chǎn)品組合(1W到100W)，包括符合Qi標準的無線充電電源接收器和發(fā)射器，產(chǎn)品完全符合無線充電聯(lián)盟的Qi規(guī)范要求。憑借專有的硬件技術(shù)、軟件算法和STSC協(xié)議，為用戶提供高效、安全且空間自由度出色的解決方案以及針對定制解決方案的設(shè)計導入支持服務(wù)。獨特的無線充電軟件和開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)可加快產(chǎn)品上市速度。此外，ST還與無線充電聯(lián)盟(WPC)和無線充電線圈制造商保持密切合作。

(一)主要特性

意法半導體的無線電源解決方案主要特性包括：

1、Qi無線充電：符合Qi標準，確保與其他Qi認證產(chǎn)品一同使用時可提供一致、安全且簡單的用戶體驗；

2、異物檢測(FOD)：FOD能夠?qū)崿F(xiàn)準確的檢測，并有助于避免在充電期間出現(xiàn)過熱情況；

3、更大的空間自由度：專有的自適應(yīng)整流器配置(ARC)模式將所有方向的檢測距離提高了50%；

4、快速充電：擴展功率配置文件(EPP)最多可將充電時間縮短三分之一；

5、高效率：內(nèi)置電源管理功能可實現(xiàn)出色的能源效率；

6、保護功能：保護措施包括片上熱管理、過電壓和過電流保護，可有效防止出現(xiàn)過熱情況；

7、反向充電模式：接收器可以充當無線發(fā)射器，無需改變?nèi)魏斡布O(shè)計；

8、可持續(xù)解決方案：充電插座會占用空間并使水和灰塵進入設(shè)備;因此避免使用這些插座可以延長產(chǎn)品的使用壽命；

9、降低BOM：減少使用分立元件以簡化無線功率發(fā)射器系統(tǒng)；

10、通信接口：內(nèi)置的I2C、UART、SPI和GPIO接口可以簡化參數(shù)配置。

(二)主要應(yīng)用

ST無線電源充電解決方案目前在中高功率應(yīng)用中占有重要地位，備受全球智能手機制造商青睞，已廣泛應(yīng)用于快速充電智能手機、可穿戴設(shè)備、可聽戴設(shè)備、醫(yī)療應(yīng)用和工業(yè)工具等領(lǐng)域。比如，可用于個人電子產(chǎn)品領(lǐng)域的耳塞和耳機(TWS)、智能手機、平板電腦、電子閱讀器和可穿戴設(shè)備，醫(yī)療保健領(lǐng)域如超聲成像、病患監(jiān)測、藥物輸送等;工業(yè)應(yīng)用如工業(yè)工具、計量、泳池清潔器、家用機器人等。

ST提供完整的無線充電解決方案，包括無線充電器接收器(符合Qi標準的無線充電IC具有更高的效率、增強的安全性，適用于更廣泛的應(yīng)用)和無線充電發(fā)射器(符合Qi標準的發(fā)射器，確保為2.5 - 100W應(yīng)用提供快速穩(wěn)定的單/多線圈無線充電)。

二、符合Qi標準的15W無線電源接收器解決方案

STWLC38是一款集成式無線電源接收器，旨在支持Qi 1.3感應(yīng)式通信協(xié)議規(guī)范，支持5W Baseline Power Profile和15W Extended Power Profile。超小尺寸的設(shè)計使其適用于從個人應(yīng)用到工業(yè)應(yīng)用的各種無線電源解決方案，如智能手機、可穿戴設(shè)備、健身追蹤器、可聽戴設(shè)備、資產(chǎn)追蹤設(shè)備，以及醫(yī)療保健設(shè)備。

這款高效的芯片具有諸多特性，包括用于提高空間自由度的自適應(yīng)整流器配置 (ARC)模式、用于提升編程靈活性的嵌入式32KB RRAM，以及片上熱管理和保護功能。

STDES-WLC38TWS參考設(shè)計基于STWLC38，適用于2.5W Qi-BPP可聽戴設(shè)備應(yīng)用。這款參考設(shè)計配備了TWS線圈，非常適合真無線立體聲快速實施解決方案，可以讓用戶快速啟動與2.5W Qi BPP兼容的無線充電接收器項目。ST為該參考設(shè)計提供了豐富的文檔信息，可使用基線功率配置文件(BPP)開發(fā)2.5W充電項目。

用戶可以通過I2C接口訪問和修改不同的配置參數(shù)，根據(jù)不同應(yīng)用程序的需要定制設(shè)備的操作。使用板載USB-to-I2C橋接器，用戶借助STSW-WPSTUDIO圖形用戶界面(GUI)，可以監(jiān)控STWLC38運行狀態(tài)。

該參考設(shè)計的主要功能包括：

1、傳輸功率高達2.5W；

2、兼容Qi 1.3；

3、集成的高效同步整流器和帶輸出電流限制控制的低壓降調(diào)節(jié)器；

4、輸出5V基線功率分布；

5、增強空間自由度的自適應(yīng)整流器配置(ARC)模式；

6、用于異物檢測(FOD)的精確電壓/電流測量；

7、片上熱管理和保護。

三、符合Qi標準的感應(yīng)式無線電源發(fā)射器解決方案

STWBC86是一款符合Qi標準的高度集成感應(yīng)式無線電源發(fā)射器，支持最高5W應(yīng)用，只需少量的外部BOM數(shù)。由于集成了低阻抗全/半橋逆變器，可實現(xiàn)高效率和低功耗。I2C接口支持自定義固件和平臺參數(shù)，并且可以使用嵌入式FTP進行配置。額外的固件補丁還提高了STWBC86的應(yīng)用靈活性。倒裝芯片封裝和低BOM數(shù)使之適用于小尺寸的應(yīng)用。

STDES-WBC86WTX參考設(shè)計基于STWBC86，專為無線電源發(fā)射器應(yīng)用而設(shè)計。它可以為STDES-WLC38WA板提供高達2.5W的功率，該板具有適當?shù)腞x線圈尺寸，以保證STDES-WBC86WTX的良好性能。

使用外部USB-to-I2C橋接器，用戶借助STSW-WPSTUDIO圖形用戶界面(GUI)，可以監(jiān)控STWBC86運行狀態(tài)。STDES-WBC86WTX具有多種安全機制，可提供超溫、過電壓和限流保護。

該參考設(shè)計的主要功能包括：

1、發(fā)送至接收器的功率最高可達2.5W(5V/0.5A)；

2、寬輸入范圍：5至20V；

3、集成的驅(qū)動器和高效半橋/全橋逆變器；

4、32位64MHz Arm?Cortex? M0+微控制器，帶8KB SRAM；

5、片上熱管理和保護。

文章來源：意法半導體官網(wǎng)