10W无线充电解决方案响应快充时代要求，助力智能硬件实现更多创意

为响应快充时代的要求，德州仪器（TI）日前推出了业界首款10W无线电源（无线充电）解决方案。该解决方案包含完整的接收器和发送器系统，不仅可为1节及2节电池供电应用高效充电，而且支持所有符合Qi标准的5W无线充电系统。 德州仪器（TI）高性能模拟半导体产品部电池管理产品市场及应用经理文司华博士介绍说，WPC v1.1目前还保留在5W的规范上，然而由于应用市场的需求，包括一些高端智能手机已经超过了5W，适配器已经达到1.5A或1.8A，这就提出了对10W无线充电的需求。同时，在智能手机以外，可以有很多的想象力。因此，德州仪器设计了10W无线充电的专有解决方案，明年中期还将发布15W无线充电的产品。

图1：德州仪器（TI）高性能模拟半导体产品部电池管理产品市场及应用经理文司华博士介绍最新的10W无线充电产品。
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图2：最新的bq500215和bq51025搭配使用才能达到10W的充电功率，和其他符合WPC标准的产品搭配则是提供5W的功率。
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图3：前面四款是主流的适用于特定功率的无线充电解决方案，bq51003（用于可穿戴应用）和bq51025是最新的产品。bq51050/51B则是在没有大幅增加芯片面积的情况下集成了充电器，可以直接连接到充电电池。
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该10W无线充电解决方案的接收器bq51025和发送器bq500215更为有效，可帮助工业、医疗及个人电子产品的设计人员让设备在摆脱所有连接器的同时，更快、更高效地充电。bq51025和bq500215不仅支持防水、防尘以及便携式设计，而且还可更快地为1节及2节锂离子电池充电，且不会产生过热。此外，该充电解决方案还兼容于市场上所有符合5W Qi标准的产品，有助于消费类电子产品可以更为灵活的在比以往更多的地方充电。 “这款10W无线充电解决方案的另一个特点是输出电压可调。无线充电做到10V是必然的，因为只有做到10V才能使效率更高。另外，它可用于为双节电池充电（德州仪器以前的产品都是针对单节电池应用），有些应用，比如手持POS机的打印机，其工作电压是7V左右，以往需要加升压转换器供电。现在有10V双节电池输出，就可以免去升压转换器，10V无线电源从接收端出来就可以直接给双节电池供电。另外，超级本也将进入双节电池时代。” 文司华谈道。 bq51025接收器不仅支持4.5V至10V的可编程输出电压，而且与TI bq500215无线电源发送器相结合，还可在10W功率下实现高达84%的充电效率，从而可显著提高散热性能。该功能齐备的无线电源接收器解决方案尺寸仅为3.60mm×2.89mm，可设计应用在众多便携式工业设计方案中，包括零售终端扫描仪、手持式医疗诊断设备以及平板电脑和超级本等个人电子产品。

图4：bq51025无线电源接收器的特性与优势。
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bq500215是一款专用的固定频率10W无线电源数字控制器发送器，兼容于5W Qi接收器。该发送器采用增强型异物检测（FOD）方法在发送任何电源之前可进行异物检测，如果检测到过大损耗，便主动降低功率。 文司华表示，bq500215 Tx与bq51025 Rx要配合使用，才能为负载提供10W电源——如果接收端和发送端有一端为5W标准，则只能提供5W功率。其可以通过FOD Ping（所谓FOD Ping指的是断断续续地探测有无异物），实现更强的异物检测能力。bq500215在电源传输开始前即可检测金属异物；在电源传输过程中，如果检测到有过量损耗，便可主动降低功率，以防止引入的环保金属或物体发热。 bq51025接收器与bq500215发送器现已量产。bq51025采用42焊球、3.6mm×2.9mm×0.5mm芯片级封装，而bq500215则采用9毫米×9毫米封装。

图5：TI 10W无线充电解决方案Demo。
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bq51025/bq500215的主要特性与优势包括：快速充电接收器与TI bq500215控制器相结合，可在10W功率下实现高达84%的系统效率，从而可为1节及2节电池供电电子设备实现快速充电体验；符合Qi标准的通信与控制可确保与任何功率达5W的无线电源联盟Qi认证型发送器及接收器兼容。无线充电解决方案的I2C通信接口不仅有助于接收器在发送器表面更好地对齐，而且还支持在接收器和发送器之间发送专有数据包；两款器件都将兼容于TI未来的中级功率Qi标准发送器与接收器。 同时，TI提供的bq51025EVM-649无线电源接收器评估套件可帮助设计人员评估bq51025的工作与性能；bq500215EVM-648无线电源发送器评估板提供符合Qi标准无线充电板的所有基本功能。12V输入单线圈发送器可帮助设计人员加速产品上市进程。 “无线充电系统的设计注意事项是效率与热性能。接收器端的功耗最小化的方法是：充分利用bq51025高输出电压范围，通过尽可能低的电流实现高输出功率，显著降低IC（整流器和LDO）、线圈以及谐振电容器中的损耗；选择ESR（等效串联电阻）尽可能低的线圈；以及选择具有低ESR并能散热的串联谐振电容器，强烈推荐NP0/C0G电容器。” 文司华表示。 智能水杯在10W无线充电方案的帮助下将使功能更加完善 在这次的发布会上，TI还特别邀请智能硬件合作伙伴rrioo到现场展示了基于TI无线充电的智能水杯ocup。该智能水杯创始人——rrioo科技有限公司总经理Jeff表示，这款产品已在京东开售，售价669元，没有众筹。

图6：rrioo科技有限公司总经理Jeff对智能水杯ocup作介绍。
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图7：rrioo智能水杯ocup采用德州仪器5W无线电源解决方案设计。rrioo采用10W解决方案的后续产品将能同时实现暖手和保温功能，并能提升水温调节范围。
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“整个设计是我个人的创意。这款产品的定位在生活方式。对于办公室人群，现在喝功夫茶，一是麻烦，二是茶叶泡久了会不好喝。”Jeff表示，“这个水杯支持双模蓝牙（3.0、4.0），而目前的很多智能硬件产品都只支持蓝牙4.0。它采用TI 5W无线充电设计，提供保温功能和暖手功能；提供情感互动——可以通过手机APP看到自己的情侣是否有喝水，发送信息提醒他要定时喝茶；同时能够即时检测水温。另外，该产品配送几包带NFC标签的茶包；可以根据水温和茶叶品种告诉用户泡多久取出，从而增进口感。同时，APP可以显示茶叶品种、生产日期等信息。茶杯放在底座（无线充电发射端）上，可以让用户忘记需要充电。 “现在的产品采用TI 5W无线充电方案设计，暖手功能和保温功能需要通过手机APP切换（同一时间只能有一种），同时它只能将水温保持到40℃~50℃。现在TI推出了10W无线充电解决方案，rrioo后续也将推出基于该解决方案的产品，让功能更为完善。采用10W无限充电解决方案后，水杯就可以同时支持暖手和保温功能，并且水温可在40℃~60℃之间调节。” 最后，文司华补充说：“现在有很多应用都采用了无线充电技术。除了具有无线充电功能的智能手机目前已有六十多款接近七十款外，无线充电的应用还有蓝牙音箱、充电碗和无线充电音箱等。” 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载