基於易沖 CPSQ8100 的 50W 車載無線充電方案

Silver 是大聯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射器控制晶片 CPSQ8100,主控 MCU NXP S32K144,數字控制式 Buck-Boost MPQ4214,符合 Qi1.3 標準的加密 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 快充的基礎上,優化了充電區域和充電距離(Coil to Coil 8mm),以適應車輛的震動。它支持 OTA 升級,並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品架構,大大提高用戶的前期開發速度。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

本方案用到的主晶片 CPSQ8100 是易沖半導體專為無線充電系統設計的一款高效的、符合Qi 認證標準的磁感應式無線功率發射晶片,輸入電壓範圍 3.9V~26V。它集成全橋驅動電路、Q值檢測、調製解調電路等低功耗模塊,且全面支持私有協議快充。與其他平台架構相比,易沖 CPSQ8100 具有集成度高、成本低、量產充分等明顯優勢。 特性:  符合WPC Qi v1.2.4 標準  集成32-bit ARM Cortex-M0 內核,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體靈活性,並具有讀寫保護。  支持 I2C、2x UART 接口  集成多通道 12-bit ADC,全橋驅動,FOD 等  內置 BUCK 轉換器,低壓 LDO,DC-DC 控制器,調製解調器  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 充電應用  靈活支持多種快充協議:QC2.0/QC3.0/PD3.0/SCP/AFC  可靠的過壓/過流/過溫保護  符合車規 AEC-Q100 標準,溫度等級 Grade 2: - 40°C to +105°C  6mmx6mm,48-Pin 無鉛的小型 QFN 封裝

►方案規格

 支持高達 50W 的私有協議快充,充電效率≥75%  WPC Qi v1.2.4 15W EPP  預置符合 WPC 最新 Qi1.3 認證標準的 SE IC,使得手機端或其他接收設備可對無線充電設備進行身份鑒權,判斷其是否為認證產品  採用定頻結構並且頻偏極小,滿足嚴格的車規需求  支持基於 Q 值檢測的 FOD 和基於功率損耗計算的 FOD,提高了 FOD 的精度  採用 NXP 車規級 MCU S32K144,支持 OTA 升級,以後的產品和協議標準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  選用車規級元件,保證整體方案的車用安全性  支持多種線圈架構,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),經過Buck-Boost 調壓給功率全橋。  由 CPS8100 提供調壓信號、全橋驅動、線圈選通等功能。  全橋的 SW1、SW2 節點產生交流電壓(AC Voltage),實際上是一個方波。  方波加載到 LC Tank 兩端產生交流電流(AC Current)。  交流電流通過線圈產生磁場。 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。

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