大联大世平集团基于CPS产品的50W车载无线充电方案

2022年3月2日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布，其旗下世平推出基于易冲半导体（ConvenientPower Semiconductor，简称CPS）CPSQ8100芯片的50W车载无线充电方案。

图示1-大联大世平基于CPS产品的50W车载无线充电方案的展示板图

近年来，手机正成为集娱乐、工作于一体的个人信息处理中心，在人们日常生活中扮演着越来越重要的角色。然而随着手机使用频率节节攀升，电量焦虑成为了一个不可避免的问题。在这种背景下，各种多样化的快充工具应用而生，其中无线充电技术凭借着携带便捷、充电方便的特点，受到了大量消费者的青睐，迅速蔓延至生活的各个角落。基于此趋势，大联大世平推出了基于CPS CPSQ8100芯片的50W车载无线充电方案，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进行无线充电。

图示2-大联大世平基于CPS产品的50W车载无线充电方案的场景应用图

本车载无线充电方案集成了CPS车载中功率无线发射器控制芯片CPSQ8100、数字控制式Buck-Boost MPQ4214、NXP S32K144主控MCU以及符合Qi1.3标准的加密IC、NFC控制IC等器件，充电效率可以达到75%以上，能够满足市面上大多数手机的快充需求。

易冲半导体（ConvenientPower Semiconductor）是国内无线快充领先IC方案供应商，旨在通过自己出色的技术为客户提供从单个IC到系统的完整解决方案，从而帮助客户解决开发时的难题，最大程度地缩短研发时间。本方案应用的CPSQ8100是CPS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，输入电压范围为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，CPSQ8100具有集成度高、成本低、安全性高等优势。

图示3-大联大世平基于CPS产品的50W车载无线充电方案的方块图

除此之外，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，能够为用户提供较为完整的参考设计。不仅如此，通过在板子中线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。

核心技术优势：

 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、2 x 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至+105°C；

 6mm x 6mm，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CPSQ8100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。