無線充電最新標準解讀及蘋果7.5W方案分析

今年3月初,WPC無線充電聯盟在其官網發布最新的V1.2.4的Qi標準,據悉該協議在3月8日開始強制執行,在這之後在WPC註冊的ID號的無線充電產品需按照V1.2.4標準過認證,而不是此前的V1.2.3. 比較明顯的變化如下:

(A)註冊產品分類由BPP, BPP+FOD, EPP變成BPP, EPP兩種; (B)EPP增加了溫升要求; (C)Tx新增線圈7cm直徑區域內的磁性物質檢測; (D)增加Tx產品對NFC/RFID card的保護指引; QI這一新標準發布後,關於QI標準認證和支援蘋果7.5W快充的方案哪種更好成了業界討論的焦點,我們一起來看下當前業界關注/討論的這兩大熱點話題:

熱點話題No.1

關於QI標準認證,目前市面上討論比較多的是,蘋果7.5W和三星10W是過5W(BPP)還是15W(EPP)?

據業界資深技術人士及認證人士探討分析得出,目前市面上大多數支援蘋果7.5W和三星10W快充的發射器方案都是在QI 5W的基礎上做的各家快充協議,並沒有完全按照QI標準來做的快充協議,因此在過認證時應該也都只需過V1.2.4的BPP認證. 此外,目前支援蘋果7.5W出貨量最大的為10W的中高端快充方案,如果每個廠商都去做10萬+/款的EPP認證,是不太現實的,並且這對於QI在全球的推廣普及也非常不利. 熱點話題No.2

目前支援蘋果7.5W的方案到底哪家強?

據了解,工作頻率定在127KHZ~ 128KHZ之間,通過調功率(調壓, 調占空比)都可以實現蘋果7.5W快充,兩種方式的電路拓撲結構大致如下:

定頻調壓(15W為主): 主控晶片+2路橋驅+一路buck電路+運放(部分廠家要+晶振) 定頻調占空比(10W為主):主控晶片+2路橋驅+運放(部分廠家要+晶振)

首先先簡單介紹一下什麼是定頻調壓, 定頻調占空比. 定頻調壓是指通過調節電壓來調節/控制發射端輸出功率,定頻調占空比則通過調節占空比來調節/控制發射端輸出功率. 蘋果原裝的適配器快充方式選擇的是定頻調壓,這其中自然有蘋果自身的考量. 需要指出的是,兩種方案的性能基本一致,即都能實現蘋果的7.5W快充,不過在動態輸入時定頻調壓方案會略顯優勢,而定頻調占空比則優在電路設計的時候更加簡潔. 如果說要說兩者之間最大的差別,那就是PCBA成本了,在PCBA成本上,定頻調壓方案偏高,而定頻調占空比則相對適中. 在過QI認證時,定頻調壓過的是EPP,需約16萬/款的費用;定頻調占空比可以選擇過BPP或EPP,過BPP只需約3萬/款的費用,EPP則同樣需16萬/款.

雖然定頻調壓, 定頻調占空比都能實現蘋果的7.5W快充,但每個晶片廠商的定頻調壓和定頻調占空比又都不太一樣,一個重要的區別就在於是否採用了外部晶振. 據新頁微電子研發總監任連峰指出,蘋果定頻方案的精度要求為±6Hz,目前國內的無線充電廠商主要通過兩種方式來達到蘋果±6Hz的精度要求. 第一種採用的是外部晶振,國內部分廠商採用的是8M或者12M晶振,這樣晶振產生的頻率精度基本能夠符合蘋果7.5W快充需求. 不過也有廠商通過晶片內部的軟體演算法來提高頻率精度(第二種),使精度能夠符合蘋果7.5W快充需求. 這兩種方式最大的區別就在於前者使用的是外部晶振,為分立元器件,需要廠商額外採購,成本更高;而後者無須另外採購晶振,成本更低.

目前,國內絕大多數無線充電廠商採用的是第一種即外部晶振的方式,採用第二種的還相對較少,作為無線充電晶片及方案提供商,新頁微電子採用的是第二種,能夠做到通過晶片內部的軟體演算法來提高時鐘精度,達到採用外部晶振的性能效果,以實現支援蘋果7.5W快充,這樣做的優勢在於當客戶產品需要迭代更新支援蘋果快充時,只需要在原有的電路板上升級程序而無須重新布板,大大降低了成本,同時也減少了分立元器件,精簡了調壓架構.

新頁微電子將外部晶振的性能效果整合到晶片當中,即採用晶片內部的軟體演算法來提高時鐘精度,其實也是新頁微電子在做SOC整合化的動作的體現. 隨著無線充電的興起以及市場的成熟,可以預見的是,SoC整合化將是無線充未來的主流趨勢,所以在無線充電這塊,做一步一步的整合化工作才是正確的道路. 據了解,目前新頁微電子正在研發下一代高度整合無線充電發射晶片及方案.

目前新頁微電子支援蘋果7.5W的發射器方案有定頻調占空比方案, 定頻調壓方案兩種. 主控晶片方面,定頻調占空比方案搭載的是NY7502A,定頻調壓方案搭載的是NY7505,兩種方案的主控晶片均為自主研發的整合化IC,更便於進行二次開發,並且可以根據客戶需要進行人機優化. 同時,兩種方案均具有Q值檢測電路,在FOD檢測方面更加靈敏,符合EPP/BPP的要求.

自去年年底以來新頁微電子無線充電晶片出貨量開始不斷增長,尤其今年以來得到了迅速增長,目前新頁微電子已經為上百家客戶提供無線充電晶片和解決方案. 據新頁集團董事長林桂江博士透露,日前新頁微電子正與多家大型電子晶片廠商, 電源製造企業進行深度合作,共同開拓萬億級無線充電市場.

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