【应用】无线充电接收器P9221-R应用于安卓平板电脑,与发射端配合测试DC/DC效率可高达87%

2020-03-09 IDT(Renesas收购)

本文介绍了IDT(Renesas收购)无线充电接收器P9221-R在安卓平板电脑中的应用。目前市场上带有无线充电设计的智能终端越来越多,无线充电功能已日渐成为各类终端产品的标准配置。经过一系列调研,我们发现市面上大多数的无线充电板(即发射端TX)均采用IDT方案,这给我们的无线充电接收方案选择带来了启示,因此在8寸平板电脑进行无线充电方案选型时我们把选型范围锁定在了IDT的产品P9221-R上。P9221-R方案符合包括无线充电联盟(WPC),电力事务联盟(PMA)以及无线电源联盟(A4WP)等的所有主要标准和技术要求。 P9221-R的应用使得平板电脑在原有有线充电的基础上增加了无线充电功能,使充电方式有了更多的选择,极大提升了用户体验。

图1:带有无线充电功能的平板电脑


便携式移动终端无线充电采用磁感应原理和调频工作方式,磁场大部分被限制在铁氧体屏蔽层之间, 此类型无线充电方式需要接收器和发射器线圈对齐、紧密耦合。

图2: 磁感应无线充电原理


P9221-R是一款符合 WPC1.2.3 无线充电规范标准的芯片,适用于15W 无线充电接收器(RX)电子设备,在与发射端P9242-R配合的测试中DC/DC效率高达87%,同步整流电路导通阻抗极低,输出电压可灵活设置,紧凑的封装尺寸等特点非常适用于便携式移动终端,如智能手机,平板电脑,智能手表等电子产品。


图3: 无线充电设计框图


 P9221-R的输出电压可以通过接在VOSET/Q-Fact脚位的分压电阻进行设置,输出电压可以设置为9V或者12V。

图4: 输出电压设置


如前面所述,采用磁感应原理的无线电力传输方案的发射端线圈与接收端线圈需要对齐紧密耦合,若接收线圈与发射线圈没有对齐则会影响到磁通量的数值,进而反映出两个线圈电动势的差异。在P9221-R方案中,可以通过测量交流电源信号与对齐信号(包含水平对齐信号ALIGNX和垂直对齐信号ALIGNY)的相位来提供方向对齐信息,两个线圈的偏离程度越高信号幅值相应变高,从应用层面我们的平板电脑的应用程序可以通过图形效果来提示用户在各个方向上的偏离程度并建议用户做相应调整以提高传输效率节省通电时间。

图5: 发射线圈与接收线圈需对齐、紧密耦合


P9221-R方案在安全性上提供了过电流保护,热保护等保护机制,同时提供End of Charge(EOC), 外部温度侦测(TS)以及故障中断输出等功能。在设计上,IDT提供了完善的参考设计,应用指南,EVB等turnkey reference,有效节省了研发成本和研发时间,能够使产品快速走向市场。


P9221-R无论是在充电效率,物理尺寸,安全性还是灵活性方面都具有显著的优势,并且符合所有主要标准和技术要求,非常适合用于新一代无线电源解决方案。

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  • ACE Lv7. 资深专家 2020-03-09
    学习了
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