STWBC -MC无线充电发射器使参考设计具有高度可塑性

STWBC -MC是我们第一款 Qi 扩展功率配置文件（即 EPP 或 15 W）1.2.4 无线充电发射器，也是我们第一款可管理多达三个线圈以提供更大充电表面的设备。这个新组件具有高度的象征意义，因为它代表了我们多年来无线充电战略的一个重要里程碑。事实上，我们从STWBC开始，这是我们的第一款 Qi 发射器，紧随其后的是STWBC-WA ，它通过小至一厘米的线圈为可穿戴设备和其他小型设备带来无线充电。下一步是去年我们推出了我们的第一个 15 W 充电解决方案STWBC -EP，我们现在通过提供使用更多线圈的能力来扩展该技术。

为多个设备充电？

STWBC-MC 不会是我们唯一的 Qi 1.2.4 组件，因为我们将更新 STWBC-EP 的固件，以使我们的单线圈 15 W 解决方案符合即将到来的标准。这个新的 Qi 版本是一个小更新，但它带来了一些基本功能，例如更简单的 5 W 和 15 W 解决方案的功率配置文件。它还迫使制造商通过更严格的热和电气测试，以确保产品更安全。这意味着在以 15 W 充电时可以承受更高的温度，并能处理比标准的先前版本更高的电压尖峰。安全和效率是无线充电发射器的两大支柱，三线圈型号必须处理更复杂的情况并保护用户免受更广泛的故障。

此外，鉴于当前关于无线充电的讨论，我们还必须解释更多线圈并不一定意味着能够同时为多个设备充电。 Qi 标准没有针对此类用例的规范，仍然存在重大挑战。正如我们将看到的，激活多个线圈会对性能产生负面影响，并且存在导致过热和效率损失的固有物理限制，尤其是当原型尝试使用 10 到 20 个线圈时。有一些充电解决方案可以将电力传输到多个设备，但它们目前使用许多单线圈发射器，并且它们与专有的快速充电解决方案不兼容。因此，我们的三线圈发射器一次为单个设备充电，但它还包括各种技术来保证性能，例如我们的存在检测方案。

智能且面向未来

STWBC-MC 采用了一种新的存在检测方案，以更好地感知距离接收器最近的线圈。 此步骤必须快速且精确，因为如果多个线圈开始谐振，则会产生一个重要的磁场，会影响性能。此外，其他线圈可能会注册为异物，发射器必须忽略它们才能继续充电操作。关闭它们还意味着产品充电旁边的任何金属物体都不会干扰电力传输。结果，一旦系统确定哪个线圈工作得最好，它就会关闭其他线圈，但存在检测方案并没有就此停止。它不断检查无线充电产品的位置，因为如果它移动，发射器可以开始使用另一个更有效的线圈来保持效率和性能。

STWBC-MC 和 STWBC-EP 还通过集成用于固定频率操作的数字 DC-DC 转换器而与业内其他产品区分开来。传统上，竞争设备使用外部转换器，但通过将其集成到硅片上，我们可以帮助工程师减少材料清单并简化设计。此功能还可以将发射机的频率保持在 148.5 kHz 以下。很快，当发射机使用高于 148.5 kHz 的频率时，欧盟无线电发射指令 （RED） 的更新将把 H 场发射限制在 -5 dBm。为了满足这些更严格的要求，我们使用我们的嵌入式数字 DC-DC 控制器将固定频率操作设置为 127.7 kHz。

无线充电世界

在这个工作频率下工作也使我们能够进入专有快速充电的世界。例如，127.7 kHz 使我们能够遵守世界上最赚钱的智能手机制造商制定的 7.5 W 标准，从而减少充电时间，从而获得更好的体验并减少对电池的压力。同样，亚洲最著名的智能手机制造商也为其无线快充协议制定了具体规则。它使用标准 Qi 通信中的专有数据包将功率水平提高到 10 W，同时保持与传统 5 W 充电器的向后兼容性。

STWBC-EP 和 STWBC-MC 都可以处理这些专有数据包，这意味着我们的 STEVAL-ISB047V1 评估板可以成为开发与所有这些非常重要的快速充电技术兼容的充电解决方案的第一步：15 W 与 Qi EPP 终端，对于需要 127.7 kHz 固定频率的设备，为 7.5 W，对于使用专有数据包的产品，为 10 W。因此，我们可以开始期待 第三方配件制造商提供真正通用的无线充电解决方案。

ST 独特的三通解调

发射器必须高度响应以适应异物的存在并对可能改变位置或离开充电垫的产品做出反应。因此，Qi 标准通过信息交换确保发射器和接收器之间的持续通信，这些信息是控制器解调和处理的功率传输中的调制。这些消息至关重要，即使其中一条消息丢失也会迫使发射器停止充电操作并等待它与接收器重新建立连接。对于最终用户来说，这会转化为糟糕的用户体验，充电器会停止然后无缘无故地再次开始充电。

为防止此问题并提供卓越的设备，我们开发了一种依赖于三通道的专利解调技术。我们是唯一提供这种技术的公司，它在我们的 STWBC-EP 和 STWBC-MC 上可用。我们的发射器可以通过读取来自充电产品的信号的电流、电压或相位来解调消息，并且我们的 IC 会动态选择具有最清晰和最强信号的源（发射器上的一个引脚）。这意味着，如果手机移动或条件发生变化，并且一个引脚变得过于嘈杂，发送器可以使用其他引脚来提供与接收器的完美通信连续性。

我们的 Qi 发射器的终极效率

检查产品是否可以发送和接收消息并不是确定它是否与 Qi 发射器兼容的唯一方法。异物检测 （FOD） 是一种关键机制，它始终检查充电表面上的情况，以防止发生灾难性故障。为了确定产品是否值得进行功率传输，Qi 部分依赖于Q 因子或品质因子 （Q） 。 根据无线充电联盟的说法，该值代表“视在功率与功率损耗的比率” 。

L是电感和R是阻力。理想情况下，Q是无限的，这意味着没有损失，但商业线圈得分在 100 左右。因此，当金属物体（如钥匙或质量差的线圈）由于其功率损耗如此之大而记录到接近 0 的数字时（R太高），发射器知道它正在处理异物并阻止系统发射功率。精确的 FOD 是实现卓越效率和消除浪费的关键。

多线圈系统的另一个挑战是效率损失。无线充电从一个线圈开始，因为更容易优化接收器和发射器的谐振，从而提高功率效率。因此，理论上，使用多个线圈意味着精度的损失，因此，更高的功率损失。但是，在实践中，我们可以补偿不精确性，以保证与单线圈解决方案相同的性能和用户体验。充电模块将获得相同的功率，温度不会升高，效率变化非常小，用户体验到与单线圈系统相同的充电时间。

让生活更轻松

为了帮助工程师利用所有这些功能，我们提供了集成 STWBC-MC 的评估板STEVAL-ISB047V1 。它带有材料清单和原理图，因此设计团队可以更快地将我们的 Qi 发射器转移到他们的 PCB 上。我们还可以宣布，我们已经通过了 Qi 1.2.4 的初步测试，并将在年底前获得我们新评估板的认证。由于 Qi 是一个系统范围的标准，将我们的平台移植到定制 PCB 上可以极大地促进各种审批和监管流程，从而缩短上市时间。该板甚至带有一个连接到 PC 以提供图形用户界面的加密狗 STSW-STWBCGUI，因此开发人员可以监控功率传输、获取错误消息并快速配置应用程序。

STEVAL-ISB047V1 还与我们的其他无线充电评估板不同，它提供了我们的第一个使用我们的STUSB4500控制器的仅 USB Type-C 接收器供电连接器。这意味着工程师拥有创建现代无线充电器的所有工具，该充电器通过使用 USB-C 电缆从电源获取电力。还有一个 DC 桶和一个标准的 micro-B USB 连接器，因此团队可以选择最适合他们的设计的输入。但是，通过选择 USB-C，他们将受益于更坚固且用户友好的连接器。最后，STWBC-MC 可以实施制造商的专有快速充电协议，这些协议希望为其客户提供额外的功能，从而使我们的参考设计具有高度可塑性。

审核编辑：郭婷