無線充電技術(shù)增強移動充電

瑞薩電子在 CES 期間推出了一款基于WattShare 技術(shù)的新型 60W 無線電源接收器，以在高功率密度解決方案中為智能手機、筆記本電腦和筆記本設(shè)備提供更快的無線充電體驗。P9418 在單個芯片中提供高達 60 W 的功率，可在智能手機以外的其他設(shè)備上實現(xiàn)快速充電，包括為多種便攜式計算設(shè)備充電。

在接受采訪時，瑞薩電子無線充電集團、移動基礎(chǔ)設(shè)施和物聯(lián)網(wǎng)電源業(yè)務(wù)部副總裁 Amit Bavisi 指出，無線充電技術(shù)是一個不斷向一系列移動設(shè)備提供高效解決方案的市場。設(shè)備，瑞薩電子正在為各種電池供電應(yīng)用增加其產(chǎn)品組合。

“瑞薩電子的 WattShare 技術(shù)有效地將智能手機轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄?、便攜的電源生態(tài)系統(tǒng)，使智能手機能夠為其他具有無線充電功能的移動設(shè)備和配件進行無線充電，它們還可以實現(xiàn)更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)功能，例如電子鎖，”Bavisi 說。

無線電源

近年來出現(xiàn)了三大無線充電標(biāo)準(zhǔn)，包括Qi、PMA和Airfuel。這三者基本上都基于法拉第感應(yīng)電壓定律，并使用感應(yīng)線圈進行無線電力傳輸，但被定義為以不同的控制方案在不同的頻率下運行。

“無線充電是智能通信與 SoC 功能和電源管理的結(jié)合，”Bavisi 說。“主要吸引力在于它的簡單性以及在功率、設(shè)備、成本和功能方面的擴展能力。無線電力聯(lián)盟 [WPC] 及其成員在統(tǒng)一實施方面已經(jīng)取得并將繼續(xù)取得重大進展，以便將好處也傳遞給最終用戶，因為設(shè)備可以在世界任何地方充電?！?/p>

所述無線充電發(fā)送器可通過5 V 19 V，典型地從一個USB端口或AC / DC電源適配器衍生的輸入DC干線供電。使用兩個或四個 FET 的開關(guān)晶體管橋驅(qū)動一個線圈和串聯(lián)電容器。通過串聯(lián)電容器在內(nèi)部設(shè)置諧振頻率。

接收器通過二極管整流器對電源進行整流以提高效率。它還使用陶瓷輸出電容器過濾電源，然后通過線性級或開關(guān)穩(wěn)壓器將其應(yīng)用于需要充電的電池。便攜式設(shè)備內(nèi)的電池接收電源并充電（圖 1）。

圖 1：無線充電框圖

“在第一層，許多用戶將第一次體驗無線充電，并將充電速度與傳統(tǒng)有線充電器進行比較，”Bavisi 說。“擁有快速充電技術(shù)對于良好的用戶體驗和更廣泛的采用至關(guān)重要。隨后，由于用戶有多個設(shè)備，我們確實相信無處不在的多設(shè)備充電具有空間自由和高功率傳輸，可與手機和平板電腦中的有線充電相媲美。這些努力還將有助于減少電子垃圾（通過減少充電配件和電源線）并提供強大的充電體驗。”

此外，對于終端用戶來說，無線充電提供了真正的防水能力，解決了充電線斷裂的問題。在專業(yè)應(yīng)用中，無線電源還提供了一種供電方式，同時簡化了產(chǎn)品重量和其他一些技術(shù)和人體工程學(xué)挑戰(zhàn)。Bavisi 補充說：“人們擁有的電子設(shè)備的數(shù)量——手機、手表、耳塞、移動電源、電子刷、剃須刀等——正在迅速增加，所有這些設(shè)備的有線充電是用戶的主要痛點。為設(shè)備無線充電的能力消除了‘電池焦慮’，使充電更加方便，并增強了用戶與設(shè)備互動的方式?！?/p>

瑞薩集成電路

P9418 基于瑞薩電子的專有 WattShare 技術(shù)和嵌入式 32 位 Arm Cortex-M0 處理器，是一款單芯片無線電源發(fā)送器/接收器 IC (TRx)，可配置為通過磁感應(yīng)發(fā)送或接收交流電源信號。

“基于 Wattshare 的無線電源 IC 結(jié)合了接收器和發(fā)射器的功能，讓用戶可以改變電流的方向，并允許智能手機、智能手表、真正的無線耳塞和其他設(shè)備只需將它們放在智能手機上即可充電，”說巴維西?！靶碌?P9418 IC 具有 Wattshare 模式，具有高達 10-W 的 Tx 能力。”

對于大功率應(yīng)用，輸出電流的電流檢測精度對于檢測異物至關(guān)重要?！叭鹚_電子在其模擬、軟件/固件和系統(tǒng)設(shè)計方面不斷創(chuàng)新，以提供滿足客戶需求的解決方案，”Bavisi 說。

新型 P9418 還提供高功率應(yīng)用所需的高級遙測和專有充電協(xié)議。它具有 MTP 非易失性存儲器，可輕松進行固件和設(shè)備功能更新以及雙向通信，以支持加密的專有身份驗證。

圖2：P9418典型應(yīng)用圖

“展望未來，無線充電與智能手機和智能手機配件的集成將使充電端口完全從智能手機上移除，”Bavisi 說?！按送?，隨著安全/身份驗證被添加到智能家居應(yīng)用程序中，你會看到新的無線電源采用者，如電子鎖的出現(xiàn)?！?/p>

瑞薩電子強調(diào)，無線充電基礎(chǔ)設(shè)施（例如汽車、飛機、火車和消費品中的無線充電）也將繼續(xù)增長，許多公司將繼續(xù)為非智能手機市場采用無線充電做出貢獻（圖 2 ）。

“隨著功率動態(tài)范圍產(chǎn)品的增加，60 至 80W+ 的應(yīng)用也將能夠利用無線充電，包括越來越多地用于倉儲、機器人和工具等工業(yè)應(yīng)用，”Bavisi 說。

由于減少電子垃圾是一個活躍的行業(yè)焦點，基于感應(yīng)技術(shù)的無線充電允許移除各種不同的連接器、旅行適配器和電纜，并且不會增加電子垃圾。瑞薩電子評論說，無線充電與電纜或連接器技術(shù)無關(guān)，因此手機制造商可以簡單地運送新設(shè)備，而無需任何內(nèi)置電纜或旅行適配器或連接器。無線充電允許無線更新和功能定制，而不管電源技術(shù)如何，其發(fā)射器可以提供與現(xiàn)有有線電源技術(shù)的無縫集成。“最終，我們看到了一個生態(tài)系統(tǒng)，在這個生態(tài)系統(tǒng)中，電池供電的設(shè)備可以無縫充電，而無需擔(dān)心連接器和電纜，”Bavisi 說。

審核編輯：郭婷