埋头把国产芯片做好!业内超精简10W无线充发射方案

随着多个品牌手机对无线充电技术的支持，无线充电已成为电源领域最热门的话题之一。Qi无线充电是指功率接收(PRx)和功率发射(PTx)靠近时，通过WPC协议约定，利用电磁感应原理实现功率传输。

Qi无线充电PTx原理说明

Qi无线充电的PTx方案框图如下，其中红色部分为高压功率处理模块，绿色部分为低压信号处理模块。

解码电路：从谐振工作波形中提取出手机指令(ASK解调)；

MCU信号处理：通过协议与充电器通信，调节Vdc电压；通过控制信号向手机通信(FSK调制)并执行解码电路给出的手机指令；

LDO：将Vdc转换为3.3V或5V为MCU供电；

驱动：将MCU控制信号传递给功率变换器；

功率开关管+高频谐振电路：根据MCU指令将Vdc直流信号逆变成87k-205kHz高频开关信号，通过电磁感应传递给手机PRx。

Chipown自主研发的无线充电功率芯片PN7724（10W）、PN7726（20W），内置驱动电路、4颗功率开关管和LDO，使无线充电方案外围精简、温升低、安全可靠。

本期，芯朋微技术团队将为大家介绍基于PN7724功率全集成的10W无线充电PTx热门方案。

芯朋微PN7724方案亮点

芯朋微根据十多年高低压功率集成经验，采用家电及工业应用的经典技术架构，将低压信号处理与高压功率处理彻底分离。PN7724搭配一颗通用MCU即可实现10W无线充电功率发射，具有如下特点：

高集成度：将全桥4颗功率开关管、驱动电路、LDO集成于一颗单芯片上，实现功率模块全集成！

高转换效率：受益于单芯片功率集成技术，显著减小寄生参数，降低关断损耗；受益于自适应死驱调节技术，谐振电流更多时间流过MOS沟道，减小导通损耗！

SOP8-PP功率封装：仅8个引脚，应用简单；功率封装底部散热片可大面积敷铜散热，显著降低芯片及PTx温升！

安全可靠：与分立MOS方案不同，不论MCU输出信号是否异常，PN7724内部高低侧MOS只有一个管子处于导通状态，彻底避免直通炸机!

PN7724封装脚位图

10W PTx Demo介绍

DEMO实物

原理图

PN7724实现高压功率处理部分最精简外围；LDR5008 SOP16封装支持QC及Qi协议，集成数字解码电路，先进功率控制技术(调频、调占空比)实现信号处理最精简外围，方案整体BOM小于50颗元器件。

测试数据

1效率

用负载模拟测试如下：

2温升

（CH2 PN7724；CH3 LDR5008；CH4 外壳；CH10 环境温度。）

3PN7724关键工作波形

测试条件：VDD=9.2V 

（CH1 VDD；CH2 OUT1；CH3 OUT3。）

结论：从工作波形可见，开关尖峰低，MOS管电压de-rating余量充足，安全可靠。

4保护列表

异物类别：1元硬币（D=25mm），锡箔纸（D=22mm）

测试PRx：三星S8

线圈内径：20.5mm

线圈外径：44mm

5协议兼容测试

a.Qi兼容性

b.QC兼容性