無線充電器終于可以不再雞肋

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）目前電子設(shè)備的充電方式主要分為兩種，一種是有線充電，另一種是無線充電。近年來氮化鎵的普及，開啟了有線充電器的革命。在氮化鎵的加持下有線充電器的體積減小，功率密度提升，輸出功率也由之前的5W提升到了100W以上。無線充電技術(shù)在多年前就已經(jīng)被提出，但這么多年來一直不溫不火，主要是此前的無線充電技術(shù)并未得到普及。支持無線充電的設(shè)備較少，無線充電器輸出功率低等原因抑制了無線充電的發(fā)展。

隨著近兩年消費電子行業(yè)的快速發(fā)展，無線充電技術(shù)再次被推上風口浪尖。現(xiàn)在很多中、高端手機將無線充電作為手機的標配。目前，華為、蘋果、三星、小米等手機廠商都在無線充電領(lǐng)域不斷深挖，提高無線充電設(shè)備的輸出和受電設(shè)備接收功率，并將無線充電功能結(jié)合到新品手機中，以無線充電功能作為新款手機宣傳的噱頭吸引消費者。隨著無線充電技術(shù)的普及，無線充電支持的設(shè)備已經(jīng)不局限于手機，在無線耳機、智能手表、無線鼠標/鍵盤、汽車等方面均有應(yīng)用。

無線充電是實用還是雞肋

無線充電并不是有線充電的替代品，而是有線充電應(yīng)用場景的延伸。在工作生活中布置多個無線充電器，還是能帶來不錯的充電體驗的。例如在車里和辦公室放置無線充電器，無線車充主要解決的是在行車過程中，把手機當成車載導(dǎo)航使用時，手機耗電高的問題，使用無線車充，不僅解決了導(dǎo)航耗電的問題，一段路程下來還能提高手機電量，解決手機續(xù)航焦慮。在辦公室應(yīng)用場景，可以在查看、回復(fù)手機信息后隨手將手機放進無線充電感應(yīng)區(qū)，即可繼續(xù)為手機充電，有助于提升工作的便捷性。

以近兩年的無線充電設(shè)備來看，輸出功率有了顯著的提升，不再是5W、7.5W、10W的低功率輸出充電器。為迎合市場廣大終端用戶的需求，手機廠商、手機配件廠商相繼研發(fā)大功率無線充電器并投入市場供消費者選擇。

無線充電器輸出功率的提升，主控芯片的性能也要有所提高，下面我們來看看兩款無線高功率輸出充發(fā)射器的主控IC性能和應(yīng)用實例。

IDT P9247無線充電發(fā)射器主控IC

P9247框架圖 圖源：瑞薩官網(wǎng)

P9247 是一款高度集成的磁感應(yīng)無線電源，在專有應(yīng)用中，支持高達30W及以上的輸出功率，在WPC-1.2.4標準下支持15W的輸出。該設(shè)備與所有流行的無線充電協(xié)議兼容，包括 WPC 的5W（BPP）、15W（EPP）、7.5W 的 iPhone 充電和 Android 專有的快速充電模式。此SoC的輸入電壓范圍為5V至19V，支持各種類型的適配器。

P9247采用32位的ARM Cortex-M0 處理器，具有較高的可編程性和極低的待機功耗。P9247 可通過電源線圈產(chǎn)生功率，并檢測是否存在電源接收器，對接收器中的通信包進行解碼，并根據(jù)接收器的反饋控制電壓來調(diào)整傳輸?shù)碾娫?。發(fā)射機還具有系統(tǒng)保護功能，如過電流、過壓、欠壓鎖定和實時異物檢測（FOD）等，以確保輸出效率最大化和安全性。變送器還允許通過頻率、占空比和橋式電壓整流的方式進行功率調(diào)整，并提供充足的EMI 余量。P9247采用VFQFPN 48 Pin的較小封裝工藝，尺寸為6mm*6mm，器件耐溫為－40℃至85℃，目前該芯片應(yīng)用于iQOO 50W無線充電器。

IDT P9247 50W輸出應(yīng)用實例

iQOO 50W無線充電器采用的是P9247主控芯片，于今年下半年iQOO的新品發(fā)布會上與iQOO 8 PRO一同發(fā)布的，當iQOO 8 PRO與這款50W無線充電器搭配使用時，性能達到最佳狀態(tài)，可為iQOO 8 PRO以最高50W的輸出功率提供電能，據(jù)官方顯示，僅需42分鐘即可充滿電池容量為4500mAh的iQOO 8 PRO。

同時，支持Qi無線充電協(xié)議，可為主流支持Qi協(xié)議的設(shè)備提供15W的電能輸出。這款無線充電器底座自帶風冷系統(tǒng)，底部電機每分鐘轉(zhuǎn)速高達3600rpm，通過風冷系統(tǒng)降低大功率無線充電手機產(chǎn)生的大量熱量，采用了智能雙線圈設(shè)計，提供更大的線圈感應(yīng)面積，無論手機是橫向放置還是豎向放置，均可為手機充電。

伏達NU1513無線充電發(fā)射器主控IC

伏達NU1513框架圖 圖源：伏達官網(wǎng)

NU1513是一款采用ARM Cortex-M0內(nèi)核，且兼容WPC和EPP標準高度集成的數(shù)字控制器，主要應(yīng)用于無線充電發(fā)射設(shè)備中。NU1513芯片具有輸出功率調(diào)節(jié)功能，可與WPC和EPP標準的接收器進行實時通信，確保合理的輸出電壓和電流。NU1513具有瞬態(tài)保護功能，可通過接收器的負載變化和Rx/Tx耦合變化，作出終止或繼續(xù)充電的操作，以此保證無線充電器的穩(wěn)定性和安全性，提升用戶的使用體驗。

這款芯片集成了異物檢測（FOD）功能，當檢測到無線充電設(shè)備上存在有金屬物體時會立即定制功率輸出，避免加熱金屬物體引發(fā)不必要的安全事故，還集成了過熱保護、過流保護、輸入低壓檢測、輸入功率限制等功能，提高設(shè)備使用的安全性。伏達官方建議NU1513與NU1020配套使用，這一搭配可以簡化無線充電器的電路設(shè)計，節(jié)省PCB的使用空間，提高設(shè)備性能，降低設(shè)計成本。這款芯片輸入電壓范圍為3.3V~5.5V，采用了28 Pin 4mm x4mm QFN封裝，目前該芯片應(yīng)用于小米80W無線充電座。

NU1513 80W輸出應(yīng)用實例

小米這款80W無線充電座型號為MDY-13-ED，采用伏達NU1513作為主控芯片對電路進行控制，這款無線充電器符合Q/HDXMTOOO3-2018的執(zhí)行標準支持5V~20V/6A輸入，當輸入電壓、電流同時達到最大時輸出功率為80W，為小米自家的11 Pro/11 Ultra充電，可提供67W的輸出功率，據(jù)小米官方數(shù)據(jù)顯示，5000mAh的大容量電池僅需36分鐘即可充至100%。

同時MDY-13-ED還兼容Qi協(xié)議，可為支持Qi協(xié)議的設(shè)備提供15W的充電功率。MDY-13-ED采用雙線圈設(shè)計，提高了充電器的感應(yīng)區(qū)域，手機橫、豎放置均可完成無線充電，為用戶帶來更為友好的使用體驗。小米還在充電器底部加入了智能動態(tài)風扇的設(shè)計，降低手機充電時產(chǎn)生的熱量。

疑惑解答

為什么高功率無線充電器只能為同一品牌的手機提供高功率充電，當為其他品牌手機充電時輸出功率最高只有15W？

現(xiàn)在大多數(shù)品牌的無線充電器都支持Qi無線充電協(xié)議，但目前Qi無線充電協(xié)議輸出的最高功率僅為15W，所以使用Qi無線充電協(xié)議充電時只能接提供15W的功率。

手機廠商為提高無線充電的輸出功率，不同的手機廠商建立了不同的協(xié)議標準，但這一標準僅在自家設(shè)備中使用，與其他廠商的標準互不兼容，也就造成了同一品牌的大功率無線充電器只能為同一品牌提供高功率的輸出，為其他品牌的手機充電時最高輸出功率僅為15W現(xiàn)象。

總結(jié)

無線充電器功率的提高轉(zhuǎn)變了人們對無線充電器雞肋的看法，但是私有協(xié)議泛濫，造成的設(shè)備互不兼容增加了消費者的購買成本。希望無線充電協(xié)議碎片化這一亂象早日得到規(guī)范化的管理。

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編輯：jq