STWBC -MC是我們第一款 Qi 擴(kuò)展功率配置文件（即 EPP 或 15 W）1.2.4 無(wú)線充電發(fā)射器，也是我們第一款可管理多達(dá)三個(gè)線圈以提供更大充電表面的設(shè)備。這個(gè)新組件具有高度的象征意義，因?yàn)樗砹宋覀兌嗄陙?lái)無(wú)線充電戰(zhàn)略的一個(gè)重要里程碑。事實(shí)上，我們從STWBC開(kāi)始，這是我們的第一款 Qi 發(fā)射器，緊隨其后的是STWBC-WA ，它通過(guò)小至一厘米的線圈為可穿戴設(shè)備和其他小型設(shè)備帶來(lái)無(wú)線充電。下一步是去年我們推出了我們的第一個(gè) 15 W 充電解決方案STWBC -EP，我們現(xiàn)在通過(guò)提供使用更多線圈的能力來(lái)擴(kuò)展該技術(shù)。

為多個(gè)設(shè)備充電？

STWBC-MC 不會(huì)是我們唯一的 Qi 1.2.4 組件，因?yàn)槲覀儗⒏?STWBC-EP 的固件，以使我們的單線圈 15 W 解決方案符合即將到來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)新的 Qi 版本是一個(gè)小更新，但它帶來(lái)了一些基本功能，例如更簡(jiǎn)單的 5 W 和 15 W 解決方案的功率配置文件。它還迫使制造商通過(guò)更嚴(yán)格的熱和電氣測(cè)試，以確保產(chǎn)品更安全。這意味著在以 15 W 充電時(shí)可以承受更高的溫度，并能處理比標(biāo)準(zhǔn)的先前版本更高的電壓尖峰。安全和效率是無(wú)線充電發(fā)射器的兩大支柱，三線圈型號(hào)必須處理更復(fù)雜的情況并保護(hù)用戶(hù)免受更廣泛的故障。

此外，鑒于當(dāng)前關(guān)于無(wú)線充電的討論，我們還必須解釋更多線圈并不一定意味著能夠同時(shí)為多個(gè)設(shè)備充電。 Qi 標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有針對(duì)此類(lèi)用例的規(guī)范，仍然存在重大挑戰(zhàn)。正如我們將看到的，激活多個(gè)線圈會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，并且存在導(dǎo)致過(guò)熱和效率損失的固有物理限制，尤其是當(dāng)原型嘗試使用 10 到 20 個(gè)線圈時(shí)。有一些充電解決方案可以將電力傳輸?shù)蕉鄠€(gè)設(shè)備，但它們目前使用許多單線圈發(fā)射器，并且它們與專(zhuān)有的快速充電解決方案不兼容。因此，我們的三線圈發(fā)射器一次為單個(gè)設(shè)備充電，但它還包括各種技術(shù)來(lái)保證性能，例如我們的存在檢測(cè)方案。

智能且面向未來(lái)

STWBC-MC 采用了一種新的存在檢測(cè)方案，以更好地感知距離接收器最近的線圈。 此步驟必須快速且精確，因?yàn)槿绻鄠€(gè)線圈開(kāi)始諧振，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)重要的磁場(chǎng)，會(huì)影響性能。此外，其他線圈可能會(huì)注冊(cè)為異物，發(fā)射器必須忽略它們才能繼續(xù)充電操作。關(guān)閉它們還意味著產(chǎn)品充電旁邊的任何金屬物體都不會(huì)干擾電力傳輸。結(jié)果，一旦系統(tǒng)確定哪個(gè)線圈工作得最好，它就會(huì)關(guān)閉其他線圈，但存在檢測(cè)方案并沒(méi)有就此停止。它不斷檢查無(wú)線充電產(chǎn)品的位置，因?yàn)槿绻苿?dòng)，發(fā)射器可以開(kāi)始使用另一個(gè)更有效的線圈來(lái)保持效率和性能。

STWBC-MC 和 STWBC-EP 還通過(guò)集成用于固定頻率操作的數(shù)字 DC-DC 轉(zhuǎn)換器而與業(yè)內(nèi)其他產(chǎn)品區(qū)分開(kāi)來(lái)。傳統(tǒng)上，競(jìng)爭(zhēng)設(shè)備使用外部轉(zhuǎn)換器，但通過(guò)將其集成到硅片上，我們可以幫助工程師減少材料清單并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。此功能還可以將發(fā)射機(jī)的頻率保持在 148.5 kHz 以下。很快，當(dāng)發(fā)射機(jī)使用高于 148.5 kHz 的頻率時(shí)，歐盟無(wú)線電發(fā)射指令 （RED） 的更新將把 H 場(chǎng)發(fā)射限制在 -5 dBm。為了滿足這些更嚴(yán)格的要求，我們使用我們的嵌入式數(shù)字 DC-DC 控制器將固定頻率操作設(shè)置為 127.7 kHz。

無(wú)線充電世界

在這個(gè)工作頻率下工作也使我們能夠進(jìn)入專(zhuān)有快速充電的世界。例如，127.7 kHz 使我們能夠遵守世界上最賺錢(qián)的智能手機(jī)制造商制定的 7.5 W 標(biāo)準(zhǔn)，從而減少充電時(shí)間，從而獲得更好的體驗(yàn)并減少對(duì)電池的壓力。同樣，亞洲最著名的智能手機(jī)制造商也為其無(wú)線快充協(xié)議制定了具體規(guī)則。它使用標(biāo)準(zhǔn) Qi 通信中的專(zhuān)有數(shù)據(jù)包將功率水平提高到 10 W，同時(shí)保持與傳統(tǒng) 5 W 充電器的向后兼容性。

STWBC-EP 和 STWBC-MC 都可以處理這些專(zhuān)有數(shù)據(jù)包，這意味著我們的 STEVAL-ISB047V1 評(píng)估板可以成為開(kāi)發(fā)與所有這些非常重要的快速充電技術(shù)兼容的充電解決方案的第一步：15 W 與 Qi EPP 終端，對(duì)于需要 127.7 kHz 固定頻率的設(shè)備，為 7.5 W，對(duì)于使用專(zhuān)有數(shù)據(jù)包的產(chǎn)品，為 10 W。因此，我們可以開(kāi)始期待 第三方配件制造商提供真正通用的無(wú)線充電解決方案。

ST 獨(dú)特的三通解調(diào)

發(fā)射器必須高度響應(yīng)以適應(yīng)異物的存在并對(duì)可能改變位置或離開(kāi)充電墊的產(chǎn)品做出反應(yīng)。因此，Qi 標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)信息交換確保發(fā)射器和接收器之間的持續(xù)通信，這些信息是控制器解調(diào)和處理的功率傳輸中的調(diào)制。這些消息至關(guān)重要，即使其中一條消息丟失也會(huì)迫使發(fā)射器停止充電操作并等待它與接收器重新建立連接。對(duì)于最終用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這會(huì)轉(zhuǎn)化為糟糕的用戶(hù)體驗(yàn)，充電器會(huì)停止然后無(wú)緣無(wú)故地再次開(kāi)始充電。

為防止此問(wèn)題并提供卓越的設(shè)備，我們開(kāi)發(fā)了一種依賴(lài)于三通道的專(zhuān)利解調(diào)技術(shù)。我們是唯一提供這種技術(shù)的公司，它在我們的 STWBC-EP 和 STWBC-MC 上可用。我們的發(fā)射器可以通過(guò)讀取來(lái)自充電產(chǎn)品的信號(hào)的電流、電壓或相位來(lái)解調(diào)消息，并且我們的 IC 會(huì)動(dòng)態(tài)選擇具有最清晰和最強(qiáng)信號(hào)的源（發(fā)射器上的一個(gè)引腳）。這意味著，如果手機(jī)移動(dòng)或條件發(fā)生變化，并且一個(gè)引腳變得過(guò)于嘈雜，發(fā)送器可以使用其他引腳來(lái)提供與接收器的完美通信連續(xù)性。

我們的 Qi 發(fā)射器的終極效率

檢查產(chǎn)品是否可以發(fā)送和接收消息并不是確定它是否與 Qi 發(fā)射器兼容的唯一方法。異物檢測(cè) （FOD） 是一種關(guān)鍵機(jī)制，它始終檢查充電表面上的情況，以防止發(fā)生災(zāi)難性故障。為了確定產(chǎn)品是否值得進(jìn)行功率傳輸，Qi 部分依賴(lài)于Q 因子或品質(zhì)因子 （Q） 。 根據(jù)無(wú)線充電聯(lián)盟的說(shuō)法，該值代表“視在功率與功率損耗的比率” 。

L是電感和R是阻力。理想情況下，Q是無(wú)限的，這意味著沒(méi)有損失，但商業(yè)線圈得分在 100 左右。因此，當(dāng)金屬物體（如鑰匙或質(zhì)量差的線圈）由于其功率損耗如此之大而記錄到接近 0 的數(shù)字時(shí)（R太高），發(fā)射器知道它正在處理異物并阻止系統(tǒng)發(fā)射功率。精確的 FOD 是實(shí)現(xiàn)卓越效率和消除浪費(fèi)的關(guān)鍵。

多線圈系統(tǒng)的另一個(gè)挑戰(zhàn)是效率損失。無(wú)線充電從一個(gè)線圈開(kāi)始，因?yàn)楦菀變?yōu)化接收器和發(fā)射器的諧振，從而提高功率效率。因此，理論上，使用多個(gè)線圈意味著精度的損失，因此，更高的功率損失。但是，在實(shí)踐中，我們可以補(bǔ)償不精確性，以保證與單線圈解決方案相同的性能和用戶(hù)體驗(yàn)。充電模塊將獲得相同的功率，溫度不會(huì)升高，效率變化非常小，用戶(hù)體驗(yàn)到與單線圈系統(tǒng)相同的充電時(shí)間。

讓生活更輕松

為了幫助工程師利用所有這些功能，我們提供了集成 STWBC-MC 的評(píng)估板STEVAL-ISB047V1 。它帶有材料清單和原理圖，因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以更快地將我們的 Qi 發(fā)射器轉(zhuǎn)移到他們的 PCB 上。我們還可以宣布，我們已經(jīng)通過(guò)了 Qi 1.2.4 的初步測(cè)試，并將在年底前獲得我們新評(píng)估板的認(rèn)證。由于 Qi 是一個(gè)系統(tǒng)范圍的標(biāo)準(zhǔn)，將我們的平臺(tái)移植到定制 PCB 上可以極大地促進(jìn)各種審批和監(jiān)管流程，從而縮短上市時(shí)間。該板甚至帶有一個(gè)連接到 PC 以提供圖形用戶(hù)界面的加密狗 STSW-STWBCGUI，因此開(kāi)發(fā)人員可以監(jiān)控功率傳輸、獲取錯(cuò)誤消息并快速配置應(yīng)用程序。

STEVAL-ISB047V1 還與我們的其他無(wú)線充電評(píng)估板不同，它提供了我們的第一個(gè)使用我們的STUSB4500控制器的僅 USB Type-C 接收器供電連接器。這意味著工程師擁有創(chuàng)建現(xiàn)代無(wú)線充電器的所有工具，該充電器通過(guò)使用 USB-C 電纜從電源獲取電力。還有一個(gè) DC 桶和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 micro-B USB 連接器，因此團(tuán)隊(duì)可以選擇最適合他們的設(shè)計(jì)的輸入。但是，通過(guò)選擇 USB-C，他們將受益于更堅(jiān)固且用戶(hù)友好的連接器。最后，STWBC-MC 可以實(shí)施制造商的專(zhuān)有快速充電協(xié)議，這些協(xié)議希望為其客戶(hù)提供額外的功能，從而使我們的參考設(shè)計(jì)具有高度可塑性。

審核編輯：郭婷