【应用】无线充电接收控制芯片P9221-RAHGI8,成功应用于霍尼韦尔移动数据终端无线充电系统

2020-03-08 世强

便携式产品或者设备使用无线电源设计具备无线充电功能是大势所需,笔者OEM研发一款带无线充电可拆卸电池,主要配套在工业级移动数据终端, 该终端主要应用物流仓储收发管理和现场服务领域。由于IDT(Renesas收购)在无线充电收发控制芯片领先世界同行, 优先选用型号为P9221-RAHGI8 作为无线充电功能主控芯片,高集成,可减少外部元器件布线布局以及元器件数量和成本。符合Qi标准的无线电源标准,最高15W功率应用。利用磁感应充电技术原理,采用近场感应耦合最优化功率传输,以保持可靠的充电效率连接。接收器将交流电源信号通过谐振转换为9V或12V直流输出电压。集成低导通内阻同步整流器提供了非常高转换效率。以优化接收器和发射器之间的耦合,具有可编程的电流限制。芯片自带有过电压保护和过热保护电路,。IDT无线充电接收控制芯片(P9221-RAHGI8)成为工业级移动数据终端无线充电效率最高应用方案。


图1: IDT P9221-RAHGI8  无线充电接收器应用原理图


图2:IDT P9221-RAHGI8 在无线充电半成品应用 


P9221-RAHGI8提供过热保护功能, 芯片内集成了过热关闭控制电路,以防止在产品有异常情况下可能遇到的过度发热造成芯片的损坏。如果芯片表面温度超过140℃,将关闭充电控制热保护电路或复位。可以外接温度传感器NTC,感测电芯表面温度。

图3:热保护功能

烧录固件

IDT官网提供可提供用于产品研发编程软件接口,方便烧录固件内容,比如固件版本,ID识别信息 、编程电压、电流设置、Q-facto数据、产品追踪序列号,出厂日期等信息。

图3:烧录固件程序


无线充电电压与无线充电效率测试

本应用设计充电电压在8.50~9.45V范围, 充电效率可以做到80%高效率,完全满足手持终端对充电要求。


图4:无线充电效率测试


充电电压9V/12V与Q-factor值设置应用

IDT P9221-RAHGI8的充电输出电压是通过将外部电阻R34和R33的取中点电压与芯片VOSET/Q-Fact引脚连接来设置编程电压的,输出电压可设置为9V或12V。本电路设计采用9V充电输出设计。该引脚还允许通过调整R34和R33来设置Q-factor值,默认Q-facto值设置为103。


图5: 充电电压设置


可编程的电流限制应用设置

IDT P9221-RAHGI8具有可编程的电流限制功能,在发生过流或短路故障时保护您的终端产品与设备。当输出电流超过程序设定的阈值时,P9221-R将通过降低输出电压来限制负载电流。电流限制应设定为常用最大输出电流的120%。通过选择R38和R22的电阻值,芯片功能引脚(ILIM)可以在不修改烧录固件的情况下更改过流限值。


图6: 编程的电流设置


无线接收线圈应用选型

为了保证设计无线充电接收器以获得输出功率最佳性能, IDT官方已测试和验证认可推荐供应商线圈。线圈品牌包括AMOTECH(阿莫泰克)、TDK 、SUNLORD(顺络)、WURTH(伍尔特)。为了保证无线电源最佳效率,电子工程师参考官方提供原理图和Layout 布局布线即可。


P9221-RAHGI8成功应用案列

IDT(Renesas收购)推出P9221-R接收系列和P9242-R发射系列收发控制芯片,是目前应用市场最佳组合成完整的无线充电系统解决方案。该配套使其成为业界领先的高功率密度应用无线充电接收器。目前已经成功应用在霍尼韦尔移动数据终端无线充电系统,充电效率运行稳定,该芯片由深圳世强一级代理。备货交货周期有保证


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