面向汽車應用的15W無線充電發(fā)射方案

隨著手機支持無線充電的普及，無線充電器也開始進入汽車。ZLG針對無線充電產(chǎn)品設(shè)計繁瑣、認證難等行業(yè)痛點，推出整套車載15W無線充電方案?；贜XP的MWCT1013A為主控設(shè)計，采用MP-A9拓撲，三線圈，具備CAN通信和NFC功能。提供完善的軟硬件支持，有助于客戶通過Qi標準認證。

一、無線充電標準

無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium）成立于2008年12月17日，目前超過600家公司加入此聯(lián)盟，其制定的Qi標準是目前市場上被廣泛商用的無線充電標準。

Qi標準規(guī)定了無線充電發(fā)射器與電能接收端之間的功率傳輸和通信協(xié)議，可以對無線充電器的輸出功率進行調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的傳輸效率。

圖1 Qi標準Logo

按照無線充電功率等級、功率控制方式、工作頻率、通信控制、電壓范圍、線圈參數(shù)及數(shù)量衍生出來了多個拓撲方案標準。汽車級無線充電方案常用的是MP-A9的拓撲，三線圈，要求軌電壓范圍1~25V，分辨率高于25mV，初始默認頻率127.772 kHz，線圈電流采集精度要高于7mA，功率調(diào)節(jié)采用PID調(diào)節(jié)，逆變電路為全橋定頻控制電路。

二、車載無線充電方案

ZLG車載無線充電方案采用NXP的MWCT1013A為主控，由車載12V蓄電池作為電源，經(jīng)EMI濾波器和DC-DC產(chǎn)生5V電壓，為LDO、MOSFET驅(qū)動器和CAN收發(fā)器供電。LDO輸出的3.3V主要為WCT1013A和NFC芯片供電。

數(shù)字全橋BUCK-BOOST電路根據(jù)功率需要調(diào)整輸出1~25V軌電壓。軌電壓經(jīng)逆變電路產(chǎn)生默認頻率為127.772 kHz,占空比為50%的方波，加載在充電線圈上，從而產(chǎn)生磁場。主控芯片根據(jù)接收端返回的信號強度包來控制線圈選擇電路。

具備CAN通信，可與車身其他節(jié)點通信；具備NFC標簽保護，NFC模式（卡片檢測、peer-to-peer和卡模擬）和汽車控制模式。在汽車中，NFC不僅用于信息娛樂功能，也是一種能夠安全解鎖和啟動汽車的技術(shù)。汽車控制模式演示了一種安全的端到端認證方法，使用NFC可以啟動汽車的引擎。這種安全認證是通過交換APDUs來實現(xiàn)的，遵循ISO7816-4標準。為了控制虛擬引擎，采用AES128位CBC算法實現(xiàn)了一種質(zhì)詢和響應機制。

圖2 方案框圖

1.         ZLG 15W車載無線充電方案特性：

l      設(shè)計符合Qi 1.2.4規(guī)范；

l      基于WPC MP-A9 拓撲；

l      支持跳頻，大幅度降低同頻干擾；

l      集成片上數(shù)字解調(diào)；

l      支持多種類型的RX調(diào)制信號；

l      支持面向安全的NFC功能；

l      支持CAN通信；

l      過壓/過流/過溫保護；

l      功率傳輸效率高達73%；

l      支持FOD，基于Q因子變化和校準功率損耗計算。

2.         軟件調(diào)試：

l      提供Demo例程，支持二次開發(fā)，可以根據(jù)終端用戶需求，靈活設(shè)計。

l      有專門的GUI工具,基于FreeMASTER，方便系統(tǒng)參數(shù)的配置和校準。

三、方案評估套件

針對無線充電產(chǎn)品的設(shè)計繁瑣、認證通過率低等痛點，ZLG推出完整的車載無線充電解決方案，提供完整的軟硬件支持。并提供對應的評估套件，可用于Qi協(xié)議無線充電評估，包含無線充電模塊、NFC模塊和CAN通信模塊，方便客戶快速評估。

圖3 主控板及線圈

圖4 NFC天線板

1.       Demo套件組成：

l  主板（底層板）；

l  無線充電多線圈及屏蔽板（中層板）；

l  NFC天線板（頂層板）；

2.       演示功能：

l  Qi協(xié)議無線充電；

l  金屬異物檢測；

l  過溫/過壓/欠壓保護；

l CAN報文收發(fā)；

l  NFC功能。