前言
随着2023的WPC充电标准进化,Qi无线充电标准首次进化到了Qi2.0 时代,并引入了苹果MagSafe磁吸充电技术为基础的带有磁吸的MPP(Magnetic Power Profile)技术。相比BPP和EPP,MPP的特点在于增加了用来定位对准的磁铁环,从而实现了更精确的对准,使得充电速度更快、效率更高、便利性更强。该标准的目的是提供更好的无线充电用户体验,并强化了充电安全和兼容性标准,为未来新特性奠定基础。
在2023年苹果秋季发布会上,苹果宣布iPhone 15全系列支持Qi2无线充电技术。而在本月,苹果推送的iOS 17.2 RC版本中,加入了iPhone 13、iPhone 14等机型对Qi2无线充电技术的支持。这意味着,包括iPhone 13、14、15系列在内的12款机型都已支持最新的Qi2无线充电标准。MPP模块不仅可以取代传统的MagSafe模块,还能降低无线充电成本,提高用户体验,广泛应用于无线充底座、磁吸充电宝、车载支架等领域。
什么是Qi2无线充电标准
WPC 最新 Qi2 无线充电标准,以苹果 MagSafe 为基准优化的 MPP 协议,方便用户无线充电时对准和使用,拥有更好的兼容性和充电效率。WPC 对其进行规范化和标准化,并集成鉴权验证,更好的优化实用性和便利性,更好的推进无线充电普及。
Qi2 认证需要产品包括 EPP 和 MPP 发射区域,并且必须包含鉴权。单一BPP的无线充电器不能进行 Qi2 认证,在多合一的无线充电器中,可以包含BPP,但是至少要包含一个 EPP 或者MPP。
Qi2 认证须通过 ATL 验证,目前WPC授权实验室共 11 家,此前充电头网已做了相关整理。
Qi2 带来巨大机会的同时,也对无线充电系统提出了更高的技术要求。
Qi2 MPP无线充电模组
MagSafe是苹果公司私有协议, 需要经过苹果公司授权MFi认证才能实现对苹果手机15W快充,否则即便可以“咔哒”一下吸附充电,也只是7.5W,这限制了生态链的扩展。Qi2 MPP把私有协议升级成WPC标准协议,只要通过Qi2认证,就可以适配苹果15W快充,大大降低终端客户使用成本,并允许更多的芯片厂家、设备厂家共同培育生态链。
MPP模块不仅可以替代传统的MagSafe模块,同时还有助于降低无线充电的成本并提升用户体验。充电头网了解到,英飞凌科技推出首款Qi2磁功率分布图(MPP)充电发射器解决方案—REF_WLC_TX15W_M1参考设计套件,助力满足消费者对更完善的无线充电用户体验的需求。
英飞凌Qi2 MPP 无线充电模组
英飞凌REF_WLC_TX15W_M1是一款采用Infineon WLC1无线控制器的无线充电发射器解决方案。这款模组支持Qi2协议,并支持MPP 15W无线充电跟支持BPP与5W无线充电。该无线充电模组支持符合USB PD 2.0及更高规格的USB-C电源适配器供电,同时英飞凌为其提供了高度集成且可扩展的平台,有助于满足合规性和专有充电需求,并具有可配置的软件。
REF_WLC_TX15W_M1的输入电压范围为4.5V-24 V,能够实现最大15W快充输出,最大效率达82%,具备CC或I²C接口,内部集成升降压转换器、多路径ASK解调器,有着多种包括OVP/UVLO/OCP/OTP等保护措施,还有着多种异物检测技术,保证充电过程的安全高效可靠。
采用这款模组进行无线充电,在25°C室温下的PCB温度约为53°C,活动充电区域约为196平方毫米。
以上是英飞凌Qi2 MPP无线充电模组的内部结构示意图,主要包括无线充电主控芯片WLC1115和鉴权芯片OPTIGA™ Trust X。在接下来的内容中,我们将对这两款芯片进行详细解析。
无线充电主控芯片 WLC1115
英飞凌WLC1115是一款高度集成、符合 Qi2标准的无线电力发送器,集成了4.5V至24V直流输入升降压转换控制器、逆变栅极驱动器和工厂校准的电流检测,支持MPP、EPP以及BPP协议,具有模拟保护外设、USB PD 和 LIN 以及串行接口,可实现高效且智能的无线电力传输。
WLC1115 符合USB Type-C 和 PD 3.1规范,符合适用于 15 W 应用程序的最新 Qi 规范,是15W无线充电应用的理想选择。 WLC1115 集成了用于降压和逆变电源的栅极驱动器,支持4.5V至24V的输入电压范围,并提供多项可编程功能,可用于创建独特的无线发送器解决方案。
WLC1115具有多路径ASK解调功能,通过适当的解调算法,可以有效抵抗由多径传播引起的信号失真,从而提高信号接收的灵敏度和性能。同时其还具有自适应异物检测功能,可检测和处理潜在的异物干扰,确保电能有效地传输到接收设备,减少能量损失。
WLC1115 作为一款高度可编程的无线电力发送器,同时也是一个集成了 USB-PD 接收源的解决方案,具有片上 32 位 Arm® Cortex®-M0 处理器、128 KB 闪存、16 KB RAM 和 32 KB ROM,能够在最大程度上为用户应用提供可用的闪存空间。此外,它还具有各种模拟和数字外设,例如 ADC、PWM 和定时器。WLC1115还集成了一个具有模拟和数字外设的完全可编程的闪存微控制器(MCU),可为自由定位发送器设计提供可扩展的多线圈无线充电解决方案。
英飞凌的无线充电控制器(WLC)提供了一个高度集成且可扩展的平台,有助于满足符合性和专有充电要求。该控制器配备了I2C和UART两个通信端口,使其与其他设备的连接更加便捷。此外,它还具备可配置的软件功能,用户可以根据实际需求进行个性化设置,以满足不同应用场景的需求。
WLC1115可在-40 °C - 105 °C的环境下正常稳定工作,采用QFN68 8x8x0.65mm封装,同时提供了灵活的托盘或带状和卷轴选项,可应用于扩展电源配置文件和基本电源配置文件的无线充电板、智能音箱、便携式配件、家具和家居用品、扩展坞、高速充电支持等领域。
鉴权芯片 OPTIGA™ Trust X
OPTIGA™ Trust X基于先进的安全控制器,通过使用ECDSA进行相互认证和利用DTLS进行安全通信,内置了防篡改的非易失性存储器,用于安全存储。此外,它还搭载了支持ECC 256、AES-128和SHA-256的对称/非对称密码引擎,极大地增强了整个系统的安全性。
OPTIGA™ Trust X带有预编程的OS/应用代码锁定,同时还包含主机端模块,可轻松与主机微控制器软件集成。其温度范围为-40°C至+105°C,搭配标准化的I²C接口和紧凑的PG-USON-10-2封装,有助于在现有的生态系统中方便地进行集成。
充电头网总结
英飞凌Qi2 MPP无线充电模组(REF_WLC_TX15W_M1)采用无线充电主控芯片WLC1115,支持Qi2协议,实现了MPP 15W无线充电。具备高度集成、可扩展平台,符合USB PD 2.0及更高规格的USB-C电源适配器供电,效率高达82%,模组具备最大15W快充输出、CC/I²C接口,内部整合多项保护措施。
WLC1115是一款高度集成的无线电力发送器,既符合Qi v1.3x标准,也可以扩展支持Qi2. 0 MPP协议,符合最新的Qi标准。它同时符合USB Type-C和PD 3.1规范,内置多路径ASK解调和自适应异物检测功能。此外,它还配备了32位Arm Cortex-M0处理器和丰富的外设,能够在-40°C至105°C的环境下稳定工作,适用于多个领域。
鉴权芯片OPTIGA™ Trust X基于先进的安全控制器,通过ECDSA相互认证和DTLS安全通信,内置防篡改非易失性存储器,支持ECC 256、AES-128和SHA-256密码引擎,显著增强系统安全性。带有预编程的OS/应用代码锁定和主机端模块,方便与主机微控制器软件集成。温度范围为-40°C至+105°C,标准化的I²C接口和PG-USON-10-2封装有助于便捷集成到现有生态系统中。
在前不久,WPC正式开启了Qi2认证,对于以后来说,Qi2无线充电新品的需求量也将会越来越大,通过使用英飞凌MPP 15W无线充电模组,可大大简化无线充电产品的设计、节省成本,可为市场提供全新高效的无线充电解决方案。
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