STWBC -MC是我們第一款 Qi 擴展功率配置文件（即 EPP 或 15 W）1.2.4 無線充電發(fā)射器，也是我們第一款可管理多達三個線圈以提供更大充電表面的設備。這個新組件具有高度的象征意義，因為它代表了我們多年來無線充電戰(zhàn)略的一個重要里程碑。事實上，我們從STWBC開始，這是我們的第一款 Qi 發(fā)射器，緊隨其后的是STWBC-WA ，它通過小至一厘米的線圈為可穿戴設備和其他小型設備帶來無線充電。下一步是去年我們推出了我們的第一個 15 W 充電解決方案STWBC -EP，我們現在通過提供使用更多線圈的能力來擴展該技術。

為多個設備充電？

STWBC-MC 不會是我們唯一的 Qi 1.2.4 組件，因為我們將更新 STWBC-EP 的固件，以使我們的單線圈 15 W 解決方案符合即將到來的標準。這個新的 Qi 版本是一個小更新，但它帶來了一些基本功能，例如更簡單的 5 W 和 15 W 解決方案的功率配置文件。它還迫使制造商通過更嚴格的熱和電氣測試，以確保產品更安全。這意味著在以 15 W 充電時可以承受更高的溫度，并能處理比標準的先前版本更高的電壓尖峰。安全和效率是無線充電發(fā)射器的兩大支柱，三線圈型號必須處理更復雜的情況并保護用戶免受更廣泛的故障。

此外，鑒于當前關于無線充電的討論，我們還必須解釋更多線圈并不一定意味著能夠同時為多個設備充電。 Qi 標準沒有針對此類用例的規(guī)范，仍然存在重大挑戰(zhàn)。正如我們將看到的，激活多個線圈會對性能產生負面影響，并且存在導致過熱和效率損失的固有物理限制，尤其是當原型嘗試使用 10 到 20 個線圈時。有一些充電解決方案可以將電力傳輸到多個設備，但它們目前使用許多單線圈發(fā)射器，并且它們與專有的快速充電解決方案不兼容。因此，我們的三線圈發(fā)射器一次為單個設備充電，但它還包括各種技術來保證性能，例如我們的存在檢測方案。

智能且面向未來

STWBC-MC 采用了一種新的存在檢測方案，以更好地感知距離接收器最近的線圈。 此步驟必須快速且精確，因為如果多個線圈開始諧振，則會產生一個重要的磁場，會影響性能。此外，其他線圈可能會注冊為異物，發(fā)射器必須忽略它們才能繼續(xù)充電操作。關閉它們還意味著產品充電旁邊的任何金屬物體都不會干擾電力傳輸。結果，一旦系統確定哪個線圈工作得最好，它就會關閉其他線圈，但存在檢測方案并沒有就此停止。它不斷檢查無線充電產品的位置，因為如果它移動，發(fā)射器可以開始使用另一個更有效的線圈來保持效率和性能。

STWBC-MC 和 STWBC-EP 還通過集成用于固定頻率操作的數字 DC-DC 轉換器而與業(yè)內其他產品區(qū)分開來。傳統上，競爭設備使用外部轉換器，但通過將其集成到硅片上，我們可以幫助工程師減少材料清單并簡化設計。此功能還可以將發(fā)射機的頻率保持在 148.5 kHz 以下。很快，當發(fā)射機使用高于 148.5 kHz 的頻率時，歐盟無線電發(fā)射指令 （RED） 的更新將把 H 場發(fā)射限制在 -5 dBm。為了滿足這些更嚴格的要求，我們使用我們的嵌入式數字 DC-DC 控制器將固定頻率操作設置為 127.7 kHz。

無線充電世界

在這個工作頻率下工作也使我們能夠進入專有快速充電的世界。例如，127.7 kHz 使我們能夠遵守世界上最賺錢的智能手機制造商制定的 7.5 W 標準，從而減少充電時間，從而獲得更好的體驗并減少對電池的壓力。同樣，亞洲最著名的智能手機制造商也為其無線快充協議制定了具體規(guī)則。它使用標準 Qi 通信中的專有數據包將功率水平提高到 10 W，同時保持與傳統 5 W 充電器的向后兼容性。

STWBC-EP 和 STWBC-MC 都可以處理這些專有數據包，這意味著我們的 STEVAL-ISB047V1 評估板可以成為開發(fā)與所有這些非常重要的快速充電技術兼容的充電解決方案的第一步：15 W 與 Qi EPP 終端，對于需要 127.7 kHz 固定頻率的設備，為 7.5 W，對于使用專有數據包的產品，為 10 W。因此，我們可以開始期待 第三方配件制造商提供真正通用的無線充電解決方案。

ST 獨特的三通解調

發(fā)射器必須高度響應以適應異物的存在并對可能改變位置或離開充電墊的產品做出反應。因此，Qi 標準通過信息交換確保發(fā)射器和接收器之間的持續(xù)通信，這些信息是控制器解調和處理的功率傳輸中的調制。這些消息至關重要，即使其中一條消息丟失也會迫使發(fā)射器停止充電操作并等待它與接收器重新建立連接。對于最終用戶來說，這會轉化為糟糕的用戶體驗，充電器會停止然后無緣無故地再次開始充電。

為防止此問題并提供卓越的設備，我們開發(fā)了一種依賴于三通道的專利解調技術。我們是唯一提供這種技術的公司，它在我們的 STWBC-EP 和 STWBC-MC 上可用。我們的發(fā)射器可以通過讀取來自充電產品的信號的電流、電壓或相位來解調消息，并且我們的 IC 會動態(tài)選擇具有最清晰和最強信號的源（發(fā)射器上的一個引腳）。這意味著，如果手機移動或條件發(fā)生變化，并且一個引腳變得過于嘈雜，發(fā)送器可以使用其他引腳來提供與接收器的完美通信連續(xù)性。

我們的 Qi 發(fā)射器的終極效率

檢查產品是否可以發(fā)送和接收消息并不是確定它是否與 Qi 發(fā)射器兼容的唯一方法。異物檢測 （FOD） 是一種關鍵機制，它始終檢查充電表面上的情況，以防止發(fā)生災難性故障。為了確定產品是否值得進行功率傳輸，Qi 部分依賴于Q 因子或品質因子 （Q） 。 根據無線充電聯盟的說法，該值代表“視在功率與功率損耗的比率” 。

L是電感和R是阻力。理想情況下，Q是無限的，這意味著沒有損失，但商業(yè)線圈得分在 100 左右。因此，當金屬物體（如鑰匙或質量差的線圈）由于其功率損耗如此之大而記錄到接近 0 的數字時（R太高），發(fā)射器知道它正在處理異物并阻止系統發(fā)射功率。精確的 FOD 是實現卓越效率和消除浪費的關鍵。

多線圈系統的另一個挑戰(zhàn)是效率損失。無線充電從一個線圈開始，因為更容易優(yōu)化接收器和發(fā)射器的諧振，從而提高功率效率。因此，理論上，使用多個線圈意味著精度的損失，因此，更高的功率損失。但是，在實踐中，我們可以補償不精確性，以保證與單線圈解決方案相同的性能和用戶體驗。充電模塊將獲得相同的功率，溫度不會升高，效率變化非常小，用戶體驗到與單線圈系統相同的充電時間。

讓生活更輕松

為了幫助工程師利用所有這些功能，我們提供了集成 STWBC-MC 的評估板STEVAL-ISB047V1 。它帶有材料清單和原理圖，因此設計團隊可以更快地將我們的 Qi 發(fā)射器轉移到他們的 PCB 上。我們還可以宣布，我們已經通過了 Qi 1.2.4 的初步測試，并將在年底前獲得我們新評估板的認證。由于 Qi 是一個系統范圍的標準，將我們的平臺移植到定制 PCB 上可以極大地促進各種審批和監(jiān)管流程，從而縮短上市時間。該板甚至帶有一個連接到 PC 以提供圖形用戶界面的加密狗 STSW-STWBCGUI，因此開發(fā)人員可以監(jiān)控功率傳輸、獲取錯誤消息并快速配置應用程序。

STEVAL-ISB047V1 還與我們的其他無線充電評估板不同，它提供了我們的第一個使用我們的STUSB4500控制器的僅 USB Type-C 接收器供電連接器。這意味著工程師擁有創(chuàng)建現代無線充電器的所有工具，該充電器通過使用 USB-C 電纜從電源獲取電力。還有一個 DC 桶和一個標準的 micro-B USB 連接器，因此團隊可以選擇最適合他們的設計的輸入。但是，通過選擇 USB-C，他們將受益于更堅固且用戶友好的連接器。最后，STWBC-MC 可以實施制造商的專有快速充電協議，這些協議希望為其客戶提供額外的功能，從而使我們的參考設計具有高度可塑性。

審核編輯：郭婷