基于易冲 CPSQ8100 的 50W 车载无线充电方案

发布时间:2023-06-08  

Silver 是大联大世平集团推出的一款车载 50W 无线充电器解决方案,它集成了车载中功率无线发射器控制芯片 CPSQ8100,主控 MCU NXP S32K144,数字控制式 Buck-Boost MPQ4214,符合 Qi1.3 标准的加密 IC,NFC 控制 IC 等。


只要是通过 Qi-BPP、Qi-EPP 认证,或支持最高 50W 私有协议快充的手机,都可无障碍使用本方案板无线充电。本方案在 50W 快充的基础上,优化了充电区域和充电距离(Coil to Coil 8mm),以适应车辆的震动。它支持 OTA 升级,并且将无线充电电路连接到与 NFC、CAN 总线通信的主机 MCU,为用户提供了较为完整的参考设计。板子中线 V-cut 加独立的Buck-Boost 模块,使得此方案可模拟车载前装产品架构,大大提高用户的前期开发速度。


►场景应用图


►产品实体图

►展示板照片


►方案方块图


►核心技术优势


本方案用到的主芯片 CPSQ8100 是易冲半导体专为无线充电系统设计的一款高效的、符合Qi 认证标准的磁感应式无线功率发射芯片,输入电压范围 3.9V~26V。它集成全桥驱动电路、Q值检测、调制解调电路等低功耗模块,且全面支持私有协议快充。与其他平台架构相比,易冲 CPSQ8100 具有集成度高、成本低、量产充分等明显优势。


特性:


· 符合WPC Qi v1.2.4 标准


· 集成32-bit ARM Cortex-M0 内核,34KB MTP,32KB ROM,6KB SRAM


· 片上 MTP 以极低的待机功耗,最大限度地提高了软件灵活性,并具有读写保护。


· 支持 I2C、2x UART 接口


· 集成多通道 12-bit ADC,全桥驱动,FOD 等


· 内置 BUCK 转换器,低压 LDO,DC-DC 控制器,调制解调器


· 支持与无线充电接收端之间安全的双向通信 (ASK/FSK)


· 支持双 RX 充电应用


· 灵活支持多种快充协议:QC2.0/QC3.0/PD3.0/SCP/AFC


· 可靠的过压/过流/过温保护


· 符合车规 AEC-Q100 标准,温度等级 Grade 2: - 40°C to +105°C


· 6mmx6mm,48-Pin 无铅的小型 QFN 封装


►方案规格


· 支持高达 50W 的私有协议快充,充电效率≥75%


· WPC Qi v1.2.4 15W EPP


· 预置符合 WPC 最新 Qi1.3 认证标准的 SE IC,使得手机端或其他接收设备可对无线充电设备进行身份鉴权,判断其是否为认证产品


· 采用定频结构并且频偏极小,满足严格的车规需求


· 支持基于 Q 值检测的 FOD 和基于功率损耗计算的 FOD,提高了 FOD 的精度


· 采用 NXP 车规级 MCU S32K144,支持 OTA 升级,以后的产品和协议标准等可以很方便的进行固件升级


· 集成 NFC 功能,实时检测射频卡,防止损坏 NFC 卡


· 选用车规级元件,保证整体方案的车用安全性


· 支持多种线圈架构,支持多线圈解决方案 本 TX 方案中的功率传输途径:


· 外部输入直流电压(DC Voltage),经过Buck-Boost 调压给功率全桥。


· 由 CPS8100 提供调压信号、全桥驱动、线圈选通等功能。


· 全桥的 SW1、SW2 节点产生交流电压(AC Voltage),实际上是一个方波。


· 方波加载到 LC Tank 两端产生交流电流(AC Current)。


· 交流电流通过线圈产生磁场。 从各模块分布可以看出,本方案的布局布线合理,大功率和小信号之间隔离较为充分。综合低功耗元件、合理的layout、充分散热等因素,使得充电效率能够达到 75% 以上。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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