隨著多個品牌手機(jī)對無線充電技術(shù)的支持，無線充電已成為電源領(lǐng)域最熱門的話題之一。Qi無線充電是指功率接收(PRx)和功率發(fā)射(PTx)靠近時，通過WPC協(xié)議約定，利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)功率傳輸。

Qi無線充電PTx原理說明

Qi無線充電的PTx方案框圖如下，其中紅色部分為高壓功率處理模塊，綠色部分為低壓信號處理模塊。

解碼電路：從諧振工作波形中提取出手機(jī)指令(ASK解調(diào))；

MCU信號處理：通過協(xié)議與充電器通信，調(diào)節(jié)Vdc電壓；通過控制信號向手機(jī)通信(FSK調(diào)制)并執(zhí)行解碼電路給出的手機(jī)指令；

LDO：將Vdc轉(zhuǎn)換為3.3V或5V為MCU供電；

驅(qū)動：將MCU控制信號傳遞給功率變換器；

功率開關(guān)管+高頻諧振電路：根據(jù)MCU指令將Vdc直流信號逆變成87k-205kHz高頻開關(guān)信號，通過電磁感應(yīng)傳遞給手機(jī)PRx。

Chipown自主研發(fā)的無線充電功率芯片PN7724（10W）、PN7726（20W），內(nèi)置驅(qū)動電路、4顆功率開關(guān)管和LDO，使無線充電方案外圍精簡、溫升低、安全可靠。

本期，芯朋微技術(shù)團(tuán)隊將為大家介紹基于PN7724功率全集成的10W無線充電PTx熱門方案。

芯朋微PN7724方案亮點(diǎn)

芯朋微根據(jù)十多年高低壓功率集成經(jīng)驗，采用家電及工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)典技術(shù)架構(gòu)，將低壓信號處理與高壓功率處理徹底分離。PN7724搭配一顆通用MCU即可實現(xiàn)10W無線充電功率發(fā)射，具有如下特點(diǎn)：

高集成度：將全橋4顆功率開關(guān)管、驅(qū)動電路、LDO集成于一顆單芯片上，實現(xiàn)功率模塊全集成！

高轉(zhuǎn)換效率：受益于單芯片功率集成技術(shù)，顯著減小寄生參數(shù)，降低關(guān)斷損耗；受益于自適應(yīng)死驅(qū)調(diào)節(jié)技術(shù)，諧振電流更多時間流過MOS溝道，減小導(dǎo)通損耗！

SOP8-PP功率封裝：僅8個引腳，應(yīng)用簡單；功率封裝底部散熱片可大面積敷銅散熱，顯著降低芯片及PTx溫升！

安全可靠：與分立MOS方案不同，不論MCU輸出信號是否異常，PN7724內(nèi)部高低側(cè)MOS只有一個管子處于導(dǎo)通狀態(tài)，徹底避免直通炸機(jī)!

PN7724封裝腳位圖

10WPTxDemo介紹

DEMO實物

原理圖

PN7724實現(xiàn)高壓功率處理部分最精簡外圍；LDR5008 SOP16封裝支持QC及Qi協(xié)議，集成數(shù)字解碼電路，先進(jìn)功率控制技術(shù)(調(diào)頻、調(diào)占空比)實現(xiàn)信號處理最精簡外圍，方案整體BOM小于50顆元器件。

測試數(shù)據(jù)

1效率

用負(fù)載模擬測試如下：

2溫升

（CH2 PN7724；CH3 LDR5008；CH4 外殼；CH10 環(huán)境溫度。）

3PN7724關(guān)鍵工作波形

測試條件：VDD=9.2V

（CH1 VDD；CH2 OUT1；CH3 OUT3。）

結(jié)論：從工作波形可見，開關(guān)尖峰低，MOS管電壓de-rating余量充足，安全可靠。

4保護(hù)列表

異物類別：1元硬幣（D=25mm），錫箔紙（D=22mm）

測試PRx：三星S8

線圈內(nèi)徑：20.5mm

線圈外徑：44mm

5協(xié)議兼容測試

a.Qi兼容性

b.QC兼容性