基于ST專有協(xié)議的70W+無線充電解決方案

來源：ST官網(wǎng)

最近，ST在行業(yè)內(nèi)的電力和能源論壇上帶來了新一代70W無線充電解決方案。ST的無線充電技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先水平，擁有行業(yè)首創(chuàng)的創(chuàng)新無線充電解決方案和獨(dú)特的BCD工藝，是無線電源聯(lián)盟(WPC)的主要成員之一。同時(shí)，ST也是無線充電設(shè)備接收芯片和發(fā)射芯片的主要供應(yīng)商。ST全新無線充電芯片支持ST自主研發(fā)的STSC專有協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)最高100W  W的無線功率傳輸

目前ST的無線充電輸出和接收功率覆蓋2.5W到100W  W，根據(jù)ST官方，的說法，即將推出新一代100W到200W的解決方案。ST的2.5W無線充電解決方案，產(chǎn)品尺寸只有1元硬幣大小，多用于對(duì)無線充電設(shè)備尺寸有嚴(yán)格要求的可穿戴設(shè)備和醫(yī)療電子設(shè)備。5W到30W的無線充電解決方案主要應(yīng)用于智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備。50W到70W的無線充電解決方案主要用于智能手機(jī)和電動(dòng)工具的無線快充。

100瓦無線充電發(fā)射器

ST  70W無線充電解決方案，輸出端采用100W無線充電發(fā)射器。

來源：ST官網(wǎng)

100W變送器采用STL20N6F7和STL50N6F7作為開關(guān)電源的上下管。STSAFE-A110是一款協(xié)議芯片，已經(jīng)過Qi  V1.3 EPP認(rèn)證，切換到Qi協(xié)議的充電模式時(shí)可以實(shí)現(xiàn)15W的功率輸出。為了實(shí)現(xiàn)更高的功率輸出，ST在該方案中加入了專有的STSC協(xié)議，可以提供100瓦的功率輸出。由于該方案輸出功率大，橋電壓達(dá)到38V，ST采用40V橋驅(qū)動(dòng)器的STWBC2-HP為主控制芯片，驅(qū)動(dòng)38V的橋電壓。同時(shí)，STWBC2-HP還集成了Cortex-M0核，用于快速計(jì)算PID回路的專有算法，提高轉(zhuǎn)換效率。

由于無線充電設(shè)備的發(fā)射器原理與電磁爐類似，為了降低安全隱患，ST在該方案中增加了高精度FOD(異物檢測(cè))功能。當(dāng)無線充電發(fā)射器感應(yīng)到線圈上有金屬物體時(shí)，即使充電協(xié)議的通信已經(jīng)完成，也會(huì)立即終止無線充電行為，保證無線充電的安全。同時(shí)，為了提高發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，該方案還集成了過溫保護(hù)、過流保護(hù)和過壓保護(hù)等保護(hù)機(jī)制。

St0w無線充電接收器

ST  70W無線充電方案，接收器采用70W無線接收器。

來源：ST官網(wǎng)

該方案的接收機(jī)采用STWLC98作為接收芯片，STWLC98采用32位Cortex-M3微控制器。該芯片通過了Qi  V1.3 EPP認(rèn)證，無需額外的協(xié)議芯片即可完成發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的Qi協(xié)議驗(yàn)證，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了PCB布局，縮小了產(chǎn)品尺寸。同時(shí)，STWLC98還支持STSC專有的快速充電協(xié)議，與基于STWBC2-HP的發(fā)射機(jī)配合使用，最高傳輸功率可達(dá)70W。STWLC98和STWBC2-HP一樣，具有FOD(異物檢測(cè))功能，可以在端到端通信中檢測(cè)兩者之間是否存在金屬物體。

STWLC98在芯片上集成了電源管理功能。加入該功能后，從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的功率轉(zhuǎn)換效率提高到90%，從而降低了發(fā)射功率損耗，使待機(jī)能耗最小化。

在演示板上，ST增加了有機(jī)發(fā)光二極管顯示屏和三個(gè)參數(shù)配置按鈕。在沒有其他外部設(shè)備的情況下，可以通過按下按鈕來配置參數(shù)和調(diào)整輸出電壓。屏幕上可顯示實(shí)時(shí)電流、電壓和波形參數(shù)，簡(jiǎn)化了工程師的電路評(píng)估和電路調(diào)試工作。

為了提升用戶體驗(yàn)，ST為STWLC98集成了獨(dú)特的ARC模式。ARC模式可以在不改變硬件布局和線圈的情況下，增加電能在X、Y和Z軸的傳輸距離，增加發(fā)射器和接收器之間的感應(yīng)范圍。按照圣官方， ARC模式可以將ping通的傳輸距離向各個(gè)方向增加50%。ARC模式在為線圈較小的設(shè)備(如無線耳機(jī)和智能手表)充電時(shí)，優(yōu)勢(shì)最為突出，因?yàn)榫€圈較小的設(shè)備對(duì)充電和放置的要求更嚴(yán)格，ARC模式的加入使得上電的設(shè)備可以更隨意地放置。

值得一提的是，這種無線充電方案的接收器也可以在模式切換后作為發(fā)射器使用。支持Qi協(xié)議，最大反向輸出功率15W，可用于其他缺電設(shè)備的應(yīng)急補(bǔ)能。

標(biāo)簽

通過這種組合和ST的專有快速充電協(xié)議，無線充電的功率大大提高。異物檢測(cè)功能的加入，保證了無線充電時(shí)充電設(shè)備的安全性。同時(shí)，該無線充電方案具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。據(jù)圣官方，介紹，該方案不僅僅限于手機(jī)和電腦的應(yīng)用，還可以應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，如醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀和藥液注射泵。