隨著多個品牌手機對無線充電技術的支持，無線充電已成為電源領域最熱門的話題之一。Qi無線充電是指功率接收(PRx)和功率發射(PTx)靠近時，通過WPC協議約定，利用電磁感應原理實現功率傳輸。

Qi無線充電PTx原理說明

Qi無線充電的PTx方案框圖如下，其中紅色部分為高壓功率處理模塊，綠色部分為低壓信號處理模塊。

解碼電路：從諧振工作波形中提取出手機指令(ASK解調)；

MCU信號處理：通過協議與充電器通信，調節Vdc電壓；通過控制信號向手機通信(FSK調制)并執行解碼電路給出的手機指令；

LDO：將Vdc轉換為3.3V或5V為MCU供電；

驅動：將MCU控制信號傳遞給功率變換器；

功率開關管+高頻諧振電路：根據MCU指令將Vdc直流信號逆變成87k-205kHz高頻開關信號，通過電磁感應傳遞給手機PRx。

Chipown自主研發的無線充電功率芯片PN7724（10W）、PN7726（20W），內置驅動電路、4顆功率開關管和LDO，使無線充電方案外圍精簡、溫升低、安全可靠。

本期，芯朋微技術團隊將為大家介紹基于PN7724功率全集成的10W無線充電PTx熱門方案。

芯朋微PN7724方案亮點

芯朋微根據十多年高低壓功率集成經驗，采用家電及工業應用的經典技術架構，將低壓信號處理與高壓功率處理徹底分離。PN7724搭配一顆通用MCU即可實現10W無線充電功率發射，具有如下特點：

高集成度：將全橋4顆功率開關管、驅動電路、LDO集成于一顆單芯片上，實現功率模塊全集成！

高轉換效率：受益于單芯片功率集成技術，顯著減小寄生參數，降低關斷損耗；受益于自適應死驅調節技術，諧振電流更多時間流過MOS溝道，減小導通損耗！

SOP8-PP功率封裝：僅8個引腳，應用簡單；功率封裝底部散熱片可大面積敷銅散熱，顯著降低芯片及PTx溫升！

安全可靠：與分立MOS方案不同，不論MCU輸出信號是否異常，PN7724內部高低側MOS只有一個管子處于導通狀態，徹底避免直通炸機!

PN7724封裝腳位圖

10WPTxDemo介紹

DEMO實物

原理圖

PN7724實現高壓功率處理部分最精簡外圍；LDR5008 SOP16封裝支持QC及Qi協議，集成數字解碼電路，先進功率控制技術(調頻、調占空比)實現信號處理最精簡外圍，方案整體BOM小于50顆元器件。

測試數據

1效率

用負載模擬測試如下：

2溫升

（CH2 PN7724；CH3 LDR5008；CH4 外殼；CH10 環境溫度。）

3PN7724關鍵工作波形

測試條件：VDD=9.2V

（CH1 VDD；CH2 OUT1；CH3 OUT3。）

結論：從工作波形可見，開關尖峰低，MOS管電壓de-rating余量充足，安全可靠。

4保護列表

異物類別：1元硬幣（D=25mm），錫箔紙（D=22mm）

測試PRx：三星S8

線圈內徑：20.5mm

線圈外徑：44mm

5協議兼容測試

a.Qi兼容性

b.QC兼容性