基于易沖 CPSQ8100 的 50W 車載無線充電方案

Silver 是大聯大世平集團推出的一款車載 50W 無線充電器解決方案，它集成了車載中功率無線發射器控制芯片 CPSQ8100，主控 MCU NXP S32K144，數字控制式 Buck-Boost MPQ4214，符合 Qi1.3 標準的加密 IC，NFC 控制 IC 等。

只要是通過 Qi-BPP、Qi-EPP 認證，或支持最高 50W 私有協議快充的手機，都可無障礙使用本方案板無線充電。本方案在 50W 快充的基礎上，優化了充電區域和充電距離（Coil to Coil 8mm），以適應車輛的震動。它支持 OTA 升級，并且將無線充電電路連接到與 NFC、CAN 總線通信的主機 MCU，為用戶提供了較為完整的參考設計。板子中線 V-cut 加獨立的Buck-Boost 模塊，使得此方案可模擬車載前裝產品架構，大大提高用戶的前期開發速度。

?產品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術優勢

本方案用到的主芯片 CPSQ8100 是易沖半導體專為無線充電系統設計的一款高效的、符合Qi 認證標準的磁感應式無線功率發射芯片，輸入電壓范圍 3.9V~26V。它集成全橋驅動電路、Q值檢測、調制解調電路等低功耗模塊，且全面支持私有協議快充。與其他平臺架構相比，易沖 CPSQ8100 具有集成度高、成本低、量產充分等明顯優勢。 特性: ? 符合WPC Qi v1.2.4 標準 ? 集成32-bit ARM Cortex-M0 內核，34KB MTP，32KB ROM，6KB SRAM ? 片上 MTP 以極低的待機功耗，最大限度地提高了軟件靈活性，并具有讀寫保護。 ? 支持 I2C、2x UART 接口 ? 集成多通道 12-bit ADC，全橋驅動，FOD 等 ? 內置 BUCK 轉換器，低壓 LDO，DC-DC 控制器，調制解調器 ? 支持與無線充電接收端之間安全的雙向通信 (ASK/FSK) ? 支持雙 RX 充電應用 ? 靈活支持多種快充協議：QC2.0/QC3.0/PD3.0/SCP/AFC ? 可靠的過壓/過流/過溫保護 ? 符合車規 AEC-Q100 標準，溫度等級 Grade 2: - 40°C to +105°C ? 6mmx6mm，48-Pin 無鉛的小型 QFN 封裝

?方案規格

? 支持高達 50W 的私有協議快充，充電效率≥75%

? WPC Qi v1.2.4 15W EPP

? 預置符合 WPC 最新 Qi1.3 認證標準的 SE IC，使得手機端或其他接收設備可對無線充電設備進行身份鑒權，判斷其是否為認證產品 ? 采用定頻結構并且頻偏極小，滿足嚴格的車規需求

? 支持基于 Q 值檢測的 FOD 和基于功率損耗計算的 FOD，提高了 FOD 的精度

? 采用 NXP 車規級 MCU S32K144，支持 OTA 升級，以后的產品和協議標準等可以很方便的進行固件升級 ? 集成 NFC 功能，實時檢測射頻卡，防止損壞 NFC 卡

? 選用車規級元件，保證整體方案的車用安全性 ? 支持多種線圈架構，支持多線圈解決方案 本 TX 方案中的功率傳輸途徑：

? 外部輸入直流電壓（DC Voltage），經過Buck-Boost 調壓給功率全橋。

? 由 CPS8100 提供調壓信號、全橋驅動、線圈選通等功能。

? 全橋的 SW1、SW2 節點產生交流電壓（AC Voltage），實際上是一個方波。

? 方波加載到 LC Tank 兩端產生交流電流（AC Current）。

? 交流電流通過線圈產生磁場。 從各模塊分布可以看出，本方案的布局布線合理，大功率和小信號之間隔離較為充分。綜合低功耗元件、合理的layout、充分散熱等因素，使得充電效率能夠達到 75% 以上 。