手表无线充的奥秘

一前言

电磁感应和磁共振技术（如Qi标准）的普及为小型设备无线充电提供了基础。这些技术通过线圈间的磁场传输能量，解决了可穿戴设备因体积限制难以连接线缆的问题。

智能手表等设备续航需求催生了低功耗设计，同时要求充电系统在小体积下实现高效能量转换（如手表无线充方案中优化的充电频率选择）。

无线充电的原理是利用法拉第电磁感应定律，通过发射端（充电板）和接收端（设备）的线圈耦合传输能量，充电器内部的线圈通入交流电 ，产生交变磁场。充电设备内部的线圈在交变磁场中感应出电流，经整流后为电池充电。

二整改分析

下图是一款手表无线充电器测试EN55032 ClassB的测试数据，我们可以看到在60MHz～200MHz范围会出现一些类似电源包络的噪声超标。无线充电器中出现较多的就是电源问题，这里初步判断可能是由控制无线充电线圈的开关芯片引起的噪声干扰。

通过噪声超标的频段推测噪声源头是控制无线充电线圈的开关芯片产生的噪声，通过电源线束传输增强导致噪声超标。根据推测，我们可以通过对噪声源头以及噪声路径进行整改，从而降低噪声。

使用进场探头在开关芯片附近探测，在频谱显示的数据看到60MHz～200MHz频率范围内数值很高，由此也验证了我们预先的猜想。对此采取了一些整改措施：

（1）在控制无线充电线圈开关芯片的输出到无线线圈路径中使用两颗220Ω磁珠滤波（磁珠对于高频噪声有较好的抑制效果）。

（2）在两颗磁珠旁边分别对地并联两颗1nf的电容，与磁珠构成RC滤波电路。

（3）在电源输出部分使用我司BDL（具有良好的旁路和去耦作用，滤波频段宽可以替代多个MLCC电容）进行滤波。

通过以上的手段整改后通过数据（如下图）可见，在60MHz～200MHz频率范围内超标噪声得到很大改善。

三总结

手表无线充电技术作为近年来逐渐兴起并得到广泛应用的新型供电方式，其相关EMC问题的研究与实践经验相对有限。因此在应对这类电磁兼容性挑战时，我们仍可遵循“干扰源-耦合路径-敏感设备”的系统化分析框架，从噪声产生、传播路径和受扰对象这三个维度入手进行问题排查与解决方案设计。