ROHM无线充电设计套件：中功率解决方案解析

在电子设备飞速发展的今天，无线充电技术凭借其便捷性和创新性，成为了电子工程师们关注的焦点。ROHM半导体与Würth Elektronik联合推出的无线充电设计套件（订单代码：760308MP），为开发者提供了一个理想的平台，用于测试和集成无线充电解决方案。本文将深入剖析该设计套件的各个方面，帮助工程师们更好地了解和应用这一技术。

文件下载：ROHM-760308MP-EVK-001.pdf

1. 套件概述

1.1 设计目的

ROHM推出这款设计套件，旨在展示无线充电的优势，并为开发者提供测试和集成无线充电解决方案的机会。该套件基于Qi规范1.2.2，支持无线电力联盟（WPC）的扩展功率配置文件（EPP），同时接收器和发射器也向后兼容低功率模式（基线功率配置文件）。

1.2 关键规格

• 电源输入电压：100 - 240VAC
• 稳压输入电压：19VDC
• 最大传输功率：15W
• 最大接收器输出功率：10W（可通过简单修改接收器模块实现15W，需联系ROHM客户支持）
• WPC Qi合规性：v1.2.2

2. 特色产品介绍

2.1 发射器IC - BD57020MWV

BD57020MWV是一款用于无线功率发射器应用的IC。它由用于TX线圈的预驱动器逆变器、用于通信和解调电路的Qi兼容控制器、GPIO、XO缓冲器和I2C接口组成。该IC作为模拟前端，由通用微控制器驱动。在本设计套件中，发射器由MCU ML610Q772 - B03控制，该MCU具备符合WPC Qi ver.1.2.2标准的所有必要固件，支持高达15W的无线功率传输。

2.2 接收器IC - BD57015GWL

BD57015GWL是一款无线功率接收器IC。它集成了具有低阻抗FET的全同步整流电路、Qi和PMA兼容的数据包控制器、可调稳压输出和一个开漏输出端子，用于通过幅度调制与功率发射器通信。该IC适用于实现符合Qi中功率（包括低功率）和PMA标准的无线充电的移动应用。

3. 硬件描述

3.1 模块组成

设计套件由以下组件构成：

• TX模块：包含发射器IC BD57020MWV、MCU ML610Q772 - B03、离散全桥、QFOD电路和TX线圈，用于演示充电板功能。
• RX模块：集成了接收器IC BD57015GWL和RX线圈，模拟移动设备内的无线功率接收器。
• LED负载模块：由LED阵列 + 驱动器和MCU组成，实现无线供电的LED灯。
• 电源：宽输入范围的市电电源，配备不同的国际适配器。

3.2 关键组件

制造商	产品部件编号	使用位置
Rohm Semiconductor	BD57020MWV	TX模块
Rohm Semiconductor	BD9E151NUX	TX模块
Rohm Semiconductor	BD57015GWL	RX模块
Rohm Semiconductor (Lapis)	ML610Q772 - B03	TX模块
Rohm Semiconductor (Lapis)	ML610Q112	LED模块
Rohm Semiconductor	BD6142AMUV	LED模块
Würth Elektronik eiSos	760 308 110	TX模块
Würth Elektronik eiSos	760 308 102 207	RX模块

3.3 原理图、Gerber文件和物料清单

可访问www.rohm.com/web/eu/wirelesspowerkit下载该设计套件三个模块的最新生产数据，包括原理图、装配数据、Gerber文件和物料清单。

4. 设计套件设置和操作说明

4.1 警告

• 该设计套件仅允许经过培训的专业人员操作。
• 应在通风良好的环境中操作，若在机箱内使用，机箱不应被覆盖。
• 设计套件应放置在稳定、平坦、非导电的表面上，避免与导电物品接触。
• 所有与设计套件一起使用的外设应符合使用国家的相关标准，并相应标记，以确保满足安全和性能要求。
• 连接不兼容的设备可能会影响合规性，导致设备损坏并使保修失效。
• 谐振槽中的交流电压在某些条件下可能达到250Vpp，因此用丙烯酸玻璃覆盖以确保人身安全。操作时请勿用裸手触摸PCB，并在探测测试点时使用所需的隔离级别。

4.2 安全使用说明

• 操作时避免设计套件接触水、湿气或放置在导电表面上。
• 处理时小心避免对印刷电路板和组件造成机械或电气损坏。
• 通电时避免触摸印刷电路板，仅触摸边缘以减少静电放电损坏的风险。
• 不要将任何输出相互短路，或与电源或GND短路。
• 不要在超出指定额定值的情况下操作设计套件。
• 特别是在高功率负载下操作时，要注意监测PCB和IC的温度，不要超过所有组件的绝对最大额定值。

4.3 电源供应

将随附的市电插头（北美/日本、英国、中欧）之一与电源连接，并将交流插头连接到市电。将市电适配器的直流插头连接到发射器模块的CONN1。若使用其他电源，请确保符合所提供市电适配器的电气特性，注意不要反接电压。

4.4 发射器（TX）模块

当在CONN1为TX模块供电时，LED1将亮起绿色，表示存在19V输入电压。此外，当5V DC/DC转换器启动时，LED2将亮起绿色。此时，发射器模块处于低功率“空闲”模式，会定期在无线接口上进行探测，以检测接收器设备的存在。将堆叠的RX + LED模块（或任何其他Qi兼容接收器）放置在线圈区域的任何位置，无线功率传输将开始。在低功率模式（WPC基线功率配置文件）下，LED LP将亮起绿色，表示功率传输成功且正在进行。在中功率模式（WPC扩展功率配置文件）下，LED MP也将亮起。红色LED FL用于指示故障模式，缓慢闪烁表示功率传输仍在进行，但场强限制（FSL）已激活；快速闪烁表示功率传输因异物检测（FOD）、欠压锁定（UVLO）或接收器请求的“功率传输结束”（EPT）而停止。系统只有在接收器从线圈区域移除后才能从故障模式中恢复，发射器将进入空闲模式。

4.5 接收器（RX）模块

当无线传输的功率到达接收器模块时，LED1将亮起绿色，表示“电源正常”功能。LED2和LED3将亮起白色并照亮丙烯酸玻璃立方体。必要时，可使用按钮TST1重置接收器。请注意，设计套件版本1.0中，接收器的最大负载功率不得超过10W。若需要15W的负载功率，请联系ROHM客户支持进行必要的硬件和软件修改。

4.6 LED负载模块

当LED负载模块通过VOUT引脚由RX模块供电时，底部的LED69将亮起白色。当Sw1打开（默认设置）时，LED驱动器启用，顶部的LED矩阵将亮起。关闭Sw2将禁用LED矩阵负载，此时用户可在VOUT和GND之间连接自定义负载，但需注意不要超过接收器的最大负载功率。

5. 客户支持

如果在操作设计套件时需要进一步的技术支持，请联系ROHM半导体或Würth Elektronik：

• ROHM Semiconductor：[e-mail]
• Würth Elektronik：wirelesspower@we - online.com

ROHM的这款无线充电设计套件为电子工程师提供了一个全面的平台，用于探索和开发无线充电技术。通过深入了解套件的各个组件和操作方法，工程师们可以更好地将无线充电解决方案集成到自己的产品设计中。你在使用类似无线充电设计套件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。