探索 RENESAS 5W Qi 无线充电接收器参考板 P9025AC - R - EVK

引言

在当今电子设备飞速发展的时代，无线充电技术逐渐成为了电子工程师们关注的焦点。今天我们就来深入探讨一下 RENESAS 的 5W Qi 无线充电接收器参考板 P9025AC - R - EVK，看看它能为我们的设计带来哪些便利和创新。

文件下载：P9025AC-R-EVK.pdf

特点与优势

输出规格

该参考板提供 5.3 V、1 A 的输出，将电压有意设置为比标准 5 V 轨高 0.3 V，这为系统在重负载下可能遇到的电压降提供了额外的余量，保证了输出的稳定性。

兼容性

它符合 WPC 1.1.2（Qi）标准，具备良好的互操作性。不过需要注意的是，它本身并未获得 Qi 认证，但 P9025AC 具备获得 Qi 认证所需的所有必要功能和灵活性，通过使用提供的参考设计，系统原型可以以最小的改动创建，从而降低工程风险。

快速原型设计

紧凑的外形设计便于快速进行原型开发，同时还提供了布局模块，可直接复制到系统板上，优化的 PCB 参考布局和经过全面测试的物料清单（BOM），让组件选择变得更加轻松。

成本与面积优势

集成了全桥同步整流器和 LDO，降低了 BOM 成本、制造成本，并减小了 PCB 面积。

FOD 调谐

通过外部电阻可进行可编程 FOD 设置，简化了调谐过程。

评估套件内容

评估套件包含了完全组装好的 P9025AC - R - EVK 参考板。此外，在 idt.com/P9025AC - R - EVK 上还可以找到应用笔记、数据手册、手册、指南、视频、布局文件和其他数字资源。

详细描述

P9025AC - R - EVK 是一款交钥匙的 5 瓦、符合 Qi 标准的无线充电接收器参考套件，适用于快速原型设计和设计集成。它由易于使用的参考板和全面的支持资料组成，显著减轻了设计投入的工作量，并缩短了产品上市时间。

其关联的布局模块可直接实例化到系统板上，优化且经过全面测试的 BOM 消除了组件选择的猜测工作。通过可选的预编程曲线设置和技术文档支持异物检测（FOD）调谐。基于 P9025AC 的解决方案适用于广泛的应用，包括 PC 外设、家具、医疗设备和其他受传统接触式充电底座或电缆限制的便携式设备。

使用指南

快速启动

1. 将板子放在无线充电发射垫上，组件面朝上，注意线圈朝下，使 PCB 作为间隔物以实现最佳功率传输。
2. 验证绿色 LED 是否亮起，亮起表示正在传输功率。
3. 可选步骤：使用电线将 5.3 V 输出焊盘连接到所需负载。

输出功率

P9025AC 的 LDO 稳压器输出是一个标记为 OUT 的镀通孔，直流接地返回路径标记为 GND。输出提供标称 5.3 V 的电压，具有 1 A 的输出电流能力。镀通孔直径为 10 密耳，允许使用 28 号线或更细的线。

Qi 合规与认证

虽然参考板设计符合 WPC 1.1.2 Qi 规范，但未获得 Qi 认证。包含该板或使用参考布局和物料清单的产品需要单独进行认证。

LED 功率指示器

参考板配备了一个从 OUT 连接到 STAT 的绿色 LED 功率指示器。当系统达到所需工作点并启用直流电压输出时，LED 将亮起。该 LED 仅用于评估目的，亮起时从输出端汲取的电流小于 1 mA。如果需要，可以通过降低电阻 R7 的值来增加 LED 的亮度。

测试点可访问性

参考板的设计使得核心布局可以轻松复制到现有系统板设计中。所有必要的输入和输出都位于板的边缘，以消除走线的不确定性。如需了解复制数字布局文件的更多信息，请参考应用笔记 AN - 899 P9025AC 布局指南。

PCB 线圈间隔物（倒置线圈）

良好的无线充电传输系统应在发射线圈和接收线圈之间保持较小的间隔间隙。Qi 规范要求接收侧的间隔间隙为 1.75 至 2.5 mm。参考板的接收线圈倒置安装，使 PCB 能够提供通常由最终产品外壳实现的间隔。不过，建议使用某种间隔物以实现最佳功率传输效率。在原型设计时，可能需要将线圈翻转，使绕组面朝上。

分离线圈与板子

参考板针对附着在 PCB 上的原装线圈进行了精确调谐。线圈铁氧体下方的 PCB 材料仅用于间隔和物理稳定性。板上设计有刻痕线，用户可以通过将板小心地放在桌子边缘并对线圈施加向下压力，将附着线圈铁氧体的 PCB 部分折断。也可以将 PCB 从线圈上移除，但要注意不要损坏线圈引线。在某些情况下，特别是计划延长线圈引线时，最好在折断或分离 PCB 之前将线圈引线从 PCB 上焊下。此外，用于延长线圈引线的任何电线都应绞合，以帮助抵消新电线的电感。

最小化物理 PCB 面积

当空间有限时，可以通过两种方式减小 P9025AC - R - EVK 板的尺寸。一是如上述分离线圈与板子，二是锯掉组件区域边缘的两个区域，这些区域没有有源电路。

热考虑

由于参考板尺寸较小，其向周围空间散热的能力有限。在室温、静止空气环境下，连续 5 W 负载时，局部板温度接近 70 °C。将参考布局复制到更大的板或更多层的板上可以降低温度。如需了解更多热考虑的详细信息，请参考 AN - 899 P9025AC 布局指南。

物理规格

基于 Gerber 文件的规格

• 宽度：33.8 mm
• 组件区域长度（从边缘到刻痕线）：17.3 mm
• 总板长度（从边缘到边缘）：67.8 mm
• PCB 厚度：1.6 mm

手动测量的规格

使用 Wurth Elektronik 线圈 760308103202 在一个板样品上手动测量得到，这些值仅用于估算，实际规格可能会有所不同。

• 有源电路厚度（组件和焊料，不包括线圈）：约 2.7 mm
• 总厚度（包括线圈和粘合剂）：约 3.1 mm
• 总重量（包括塑料间隔物和橡胶脚）：约 17 克

组件映射

符号	值	用途	零件编号
C1	0.47 µF	过压限制钳位电容	UMK105ABJ474KV - F
C2	22 nF	通信调制电容	GRM155R71H223KA12J
……	……	……	……
U1	P9025AC QFN	单芯片无线接收器设备	P9025AC - RNBGI

详细的物料清单（BOM）电子表格可在 www.idt.com/P9025AC - R - EVK 上找到。

总结

RENESAS 的 P9025AC - R - EVK 参考板为电子工程师提供了一个功能强大、易于使用的无线充电解决方案。它在输出性能、兼容性、成本和设计灵活性等方面都表现出色，无论是快速原型设计还是产品开发，都能为工程师们带来很大的帮助。在实际应用中，我们需要根据具体需求，合理利用其各项特性，同时注意热管理等问题，以确保设计的稳定性和可靠性。大家在使用过程中有没有遇到什么有趣的问题或者独特的解决方案呢？欢迎在评论区分享。