罗姆发力小型设备无线充电

2021-12-03 17:51:07 来源: 李寿鹏

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因为苹果等手机厂商的科普，大家对无线充电有了广泛的认识。而从目前的市场现状看来，大家关注和聚焦的大多都是类似Qi等用于手机的无线充电技术。但进入近年，因为智能手表等可穿戴和小型便携式设备的流行，面向这些设备的无线充电需求正在悄然崛起。

所谓无线充电，从原理上，需要由发射端和接收端两个部分组成。当发射端通上交流电的同时，在它的线圈中会产生变化的感应磁场。而在接收端接收到变化磁场的时候，就会在接收端转化为变化的电场。正是这两部分构成了电磁感应的基本构造。

如上图所示，按照应用场景的不同，无线充电可以分成不同的功率范围。罗姆科技旗下的蓝碧石科技则面向3W以下的无线充电场景，提供了多个解决方案。“蓝碧石科技的无线充电并不是想要取代Qi标准，而是对Qi标准的一种补充”，罗姆半导体（上海）有限公司技术中心主管吴娟女士表示告诉记者。

从她的介绍我们得知，蓝碧石科技推出的第一代产品的供电范围是充电功率为200mW第一代产品ML7631/ML7630，主要是面向的是真无线立体声耳机、鼠标、键盘等应用；第二代产品则主要是针对包括腕式血压计、助听器、智能手表、电动牙刷在内的一些稍大电池容量的产品。

值得一提的是，为了满足可穿戴设备等小型设备的小天线尺寸设计需求，蓝碧石科技把无线充电频率增加到13.5MHz。

据吴娟介绍，蓝碧石新推出ML766x产品搭载了包括发射端和接收端两个LSI。其中发射端的LSI ML7661是40pin WQFN的封装，接收端的LSI ML7660则有两种封装：一个是30pin 的WL-CSP，另一个是32pin的 WQFN。“如果说是我们客户充电目标的尺寸比较小，同时对充电系统的小尺寸要求较高的话，那么我们建议推荐客户使用30pin WL-CSP，这种封装的优点是能够做到小而且薄，非常适用小型设备上面。”吴娟接着说。

因为通过发射端和接收端的一对共振频率的磁场共振供电方式来供电，再叠加调整耦合电容来减少回波反射，从而提高了效率。而从规格上看，我们可以看到该方案的发射端内置了一个SPI/I2C的串口，接收端的ML7660上面也内置了SPI/I2C的串口。此外还内置了490Byte闪存和10位A/D和内置NFC Forum Type 3 Tag功能。这就使得该款产品与符合NFC通信功能的一些读写器进行通信。

吴娟告诉记者，这个方案拥有几方面的特点，首先要强调的就是其超大功率，能达到普通产品最大供电量的两倍。

熟悉无线充电的读者应该知道，利用Qi标准进行无线供电的产品的使用频率是110KHz到205KHz，最大供电量是15W。其相对应的系统尺寸包括天线、外围元器件的尺寸达到了650平方毫米。而普通尺寸最大供电量是0.5W，系统尺寸是Qi一半的330平方毫米。而蓝碧石新产品目前能够达到普通产品供电量的两倍（1W）。而通过优化控制发射功率，蓝碧石还在这款产品上抑制了LSI的发热，提升了用户的使用体验。

该方案的第二个特点是其系统尺寸比普通产品减少30%。

众所周知，一般的无线充电系统主要由天线、分离元器件以及微控制器构成。罗姆蓝碧石则通过减小天线和无控制器控制来实现了尺寸减小。因为天线尺寸跟共振频率是成反比关系，所以蓝碧石通过把频率提高到13.56MHz，使其方案的天线比其他产品的天线减小了很多。通过内置SPI/I2C通信协议，蓝碧石使得系统即便没有MCU也可以进行相互通信。借助这两个方面，蓝碧石使得整个方案的尺寸做到仅为Qi的三分之一。