一個設計良好的無線充電產品可以提供諸多好處
，從改進的功能到支持新的技術等等。使用磁場耦合技術的無線充電係統從19世紀00年代晚期就已經出現了，但直到最近元件、芯片和係統架構的最新進展才使得工程師能在他們的設備中真正實現實用的無線充電係統來改善用戶體驗。

　　

　　

用yong戶hu如ru何he與yu設she備bei交jiao互hu是shi每mei個ge優you秀xiu的de工gong程cheng師shi在zai項xiang目mu啟qi動dong時shi要yao問wen的de最zui基ji本ben問wen題ti之zhi一yi。客ke戶hu需xu要yao快kuai速su充chong電dian嗎ma？需xu要yao對dui準zhun方fang麵mian的de靈ling活huo性xing嗎ma？是shi不bu是shi要yao求qiu發fa熱re量liang低di？需xu要yao長chang距ju離li充chong電dian嗎ma？需xu要yao大da功gong率lv嗎ma？每mei個ge發fa射she器qi需xu要yao多duo個ge接jie收shou器qi
？需xu要yao很hen小xiao的de外wai形xing尺chi寸cun嗎ma
？

　　

所suo有you這zhe些xie選xuan項xiang都dou是shi可ke以yi滿man足zu的de，但dan通tong常chang需xu要yao進jin行xing折zhe衷zhong考kao慮lv。例li如ru，大da功gong率lv和he低di發fa熱re量liang並bing不bu總zong是shi能neng夠gou同tong時shi滿man足zu。距ju離li和he效xiao率lv基ji本ben上shang是shi背bei道dao而er馳chi的de。因yin此ci在zai為wei某mou種zhong設she備bei設she計ji無wu線xian充chong電dian係xi統tong時shi理li解jie用yong戶hu需xu要yao什shen麼me以yi及ji如ru何he對dui這zhe些xie需xu求qiu排pai定ding優you先xian級ji是shi很hen重zhong要yao的de第di一yi步bu。

　　

　　

在用於衡量無線充電係統性能的指標中，效率永遠是第一位的。天生高效的係統可以提供更遠的距離、更好的方向靈活性、更低的發熱量、更小的尺寸以及更小的電源漏電流。下麵是無線充電係統中對效率有決定性影響的三個主要模塊：

　　

如果所有三個模塊都工作在最低的估算效率（即圖中所示的80%
，70%和80%），那麼總的係統效率約等於45%。對於一個5W的設備來說，需要用 11W的發射功率才能提供全速充電
，大約6W消散於設備本身（作為熱量散發掉）和周圍環境中，包括空氣、裝置和人體組織。在低功率情況下
，這也許是安全和 可接受的。但在較高功率時，比如電動汽車的充電，此時典型的充電功率至少要5kW
，那麼有6kW要損失在發射器
、汽車和周圍環境中，因此會引起嚴重的發熱 和安全問題。

　　

當無線充電係統的所有三個模塊都工作在最高估算效率（即95%
，90%和95%）時，總的係統效率大約為82%。在這種情況下，一個5W的設備隻需發 射器提供約6W的充電功率，隻有1W因無效而損失掉。為了提高係統效率
，設計師應專注於高效率元件，提高發射器與接收器之間的耦合程度。

　　

　　

使(shi)用(yong)磁(ci)場(chang)耦(ou)合(he)的(de)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)給(gei)從(cong)毫(hao)瓦(wa)到(dao)千(qian)瓦(wa)級(ji)的(de)設(she)備(bei)充(chong)電(dian)。對(dui)於(yu)毫(hao)瓦(wa)級(ji)設(she)備(bei)來(lai)說(shuo)
，能(neng)量(liang)收(shou)集(ji)或(huo)射(she)頻(pin)無(wu)線(xian)功(gong)率(lv)也(ye)許(xu)是(shi)更(geng)具(ju)吸(xi)引(yin)力(li)的(de)充(chong)電(dian)方(fang)案(an)。設(she)備(bei)的(de)功(gong)率(lv)要(yao)求(qiu)將(jiang)決(jue)定(ding)你(ni)的(de)元(yuan)件(jian)選(xuan)擇(ze)
、可以在設計上跟你合作的公司以及設備尺寸。

　　

　　

在電子設備的無線充電方麵目前已有多種標準，包括無線電力聯盟（A4WP）
、電力事件聯盟（PMA）和無線充電聯盟（WPC）。這些標準組織存在的目的就是提供發射器和接收器之間的互操作性平台，同時為滿足法規要求的產品和元件創新提供指導。

　　

如果你的設備要求互操作性（用戶需要在機場或當地咖啡店充電嗎？），那麼你的設計就應該圍繞某個標準展開。一般來說，A4WP針對“鬆散耦合”係統提 供了技術上最先進的解決方案，WPC則擁有商用化程度最高的開發工具和組件，但它是“緊密耦合”係統（至少現在是這樣）。PMA正在與A4WP合並
，為它 的共享標準提供“緊密耦合”技術。

　　

如果你的設備不要求互操作性，用戶的設備總是使用同一種發射器，那麼你就能靈活地開發私有、封閉的解決方案。當然，這種情況下利用標準組織推薦的現成 組(zu)件(jian)和(he)技(ji)術(shu)仍(reng)然(ran)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義(yi)，至(zhi)少(shao)在(zai)開(kai)發(fa)方(fang)便(bian)性(xing)和(he)資(zi)源(yuan)可(ke)用(yong)性(xing)方(fang)麵(mian)給(gei)你(ni)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)起(qi)點(dian)
，不(bu)過(guo)你(ni)不(bu)必(bi)非(fei)要(yao)滿(man)足(zu)全(quan)部(bu)的(de)標(biao)準(zhun)規(gui)範(fan)。如(ru)果(guo)你(ni)的(de)設(she)備(bei)滿(man)足(zu)自(zi)己(ji)的(de)要(yao) 求，並且在法規範圍之內，你的設計就是成功的。

　　

　　

由於效率為王，而元件又決定了效率，那麼在選擇元件時了解你自己的想法就非常重要了。在無線充電領域中
，開發高效率
、前沿技術的元件公司有許多。舉例 來說，宜普（EPC）公司開發的增強型氮化镓（eGaN）晶體管具有高效率的開關性能
，可以用來實現高性能的功率放大器。在天線方麵

，NuCurrent 公司開發的天線結構可以實現高效率、高度靈活的小型天線。與此同時，像IDT、博通、TI和其他一些IC公司正在開發可以支持多種標準、各種功率電平和小 型尺寸的IC.因(yin)此(ci)可(ke)選(xuan)的(de)餘(yu)地(di)很(hen)大(da)，如(ru)果(guo)你(ni)是(shi)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)設(she)計(ji)的(de)新(xin)手(shou)，最(zui)好(hao)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)與(yu)元(yuan)件(jian)供(gong)應(ying)商(shang)或(huo)設(she)計(ji)谘(zi)詢(xun)公(gong)司(si)一(yi)起(qi)合(he)作(zuo)，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)理(li)解(jie)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)的(de)前(qian)景(jing)，可(ke)以(yi)幫(bang) 助你快速跟蹤設計需求，並把你介紹給戰略開發合作夥伴。

　　

概要

　　

鬆下無線電源控製IC支持所有設備（DSC、DVC、隨身聽
、手機、智能手機等），符合WPC（無線充電聯盟）的WPC1.1（Qi標準）。鬆下無線電源方案采用了一個用於電力發射器（電池充電器）的發射端控製IC（NN32251A）和一個用於電力接收器（設備）的接收器控製IC（AN32258A）
，從而控製電力傳輸。

 

　　NN32251A（電力發送端（Tx） IC）

　　內置充跳升壓DCDC轉換器控製器

　　半橋門驅動器：4路（全橋門驅動器：也可配置2路）

　　支持單線圈（A11型）

　　利用最多4線圈的多線圈擴展了自由定位。（Type A6）

　　逆變器的高精度電壓和電流監控

　　利用Qi中定義的頻率、工作狀態或電壓控製輸出

　　電流和電壓信號的ASK解調（符合Qi標準）

　　輸入電壓範圍： VADP ： 4.6 V 至 19.5 V
， VINV ： 4.0 V 至 19 V

　　支持欠壓鎖定，熱關斷和過壓檢測

　　逆變器輸出短路保護

　　溫度檢測電路：3路

　　LED指示燈：2路

　　封裝：64引腳 HQFP （尺寸： 12 mm x 12 mm）

　　AN32258A （電力接收端（Rx） IC）

　　同步全橋整流控製

　　輸入電壓範圍： VRECT ： 4.4 V 至 19 V

　　可選輸出電壓： 5 V

　　溫度檢測電路

　　帶可調電流水平的滿充檢測

　　外部電源的開關控製

　　支持欠壓鎖定
、熱關斷
、過壓檢測和過流檢測

　　LED指示燈

　　I2C 接口

　　封裝： 48引腳 WLCSP （尺寸： 3.16 mm x 3.16 mm
， 0.4 mm 腳距）

　　

NN32251A 開發套件（Tx）

NN32251A開發工具包的發射模塊圖像

　　

AN32258A 開發套件（Rx）

AN32258A開發工具包的接收模塊圖像

　　

　　

支持各種基於WPC 1.1 （Qi 標準）設備的無線充電。

　　

充電過程的異常檢測和各種保護功能可確保安全性和可靠性。

　　

支持標準範圍內的最大5W輸出進行快速充電。

　　

提供外部低阻抗MOSFET的高效控製
，降低功耗和生熱。（AN32258）

　　

提供包括鬆下線圈和外圍電路在內的解決方案
，實現短理論到達時間（TAT）設計。