近年來,消費電子市場迅速擴大,可穿戴設備持續(xù)放量上漲,對于其安全性能的要求也越來越高。在這種趨勢下,無線供電逐漸嶄露頭角,其密封無孔設計大幅提高了設備防水防塵性能,能夠降低觸電風險,放置充電也讓充電變得更加簡單便捷。
“提到無線供電,很多人首先會想到智能手機、平板電腦這一類Qi供電,”羅姆半導體(上海)有限公司技術中心主管吳娟表示,雖然Qi標準產(chǎn)品供電容量能夠達到15W,但其尺寸較大,“對于小型的可穿戴設備,Qi規(guī)格是不適用的。”因此,面向小型可穿戴設備,羅姆旗下藍碧石科技推出了第一代無線供電芯片組“ML763x”。
第一代產(chǎn)品主要應用于TWS耳機、無線鍵鼠等設備中,能夠達到200mW供電功率。而對于稍大電池容量的產(chǎn)品,至少需要500mW以上的供電功率,這時以往的方案均不適合。吳娟介紹,為了滿足市場需求,羅姆推出了高達1W供電量的第二代無線供電芯片組“ML766x”,主要針對腕式血壓計、助聽器、智能手表、電動牙刷等產(chǎn)品。
本次發(fā)布的無線供電芯片組包括發(fā)射端LSI“ML7661”和接收端LSI“ML7660”,發(fā)射端LSI采用40pin WQFN封裝,而接收端LSI采用30pin WL-CSP封裝或32pin WQFN封裝。吳娟表示,客戶可根據(jù)充電目標尺寸大小或充電系統(tǒng)尺寸具體需求,選擇合適的封裝。
據(jù)介紹,新一代無線供電芯片組“ML766x”采用磁場共振供電方式,通過發(fā)射端與接收端的共振頻率來提高效率,以業(yè)界超小系統(tǒng)尺寸使可穿戴設備兼具無線供電和非接觸通信兩種功能。
一般來說,供電系統(tǒng)包括天線、IC和外圍元器件,Qi標準產(chǎn)品系統(tǒng)尺寸達到650mm2。前面也提到,即使Qi標準產(chǎn)品最大供電量高達15W,對于小型電子設備來說,其尺寸超出規(guī)格且面積過大。ML766x芯片組將通信頻率提高到13.56MHz,極大縮減了天線尺寸;另一方面,該芯片組內(nèi)置SPI/I2C通信協(xié)議,供電系統(tǒng)無需MCU即可實現(xiàn)通信控制。與市面上普通產(chǎn)品(供電量0.5W、頻率100kHz)相比,ML766x芯片組的系統(tǒng)尺寸面積減少了30%。此外,根據(jù)所需供電量,該芯片組通過優(yōu)化控制發(fā)射功率,從而抑制了LSI主體發(fā)熱量,實現(xiàn)了高達1W的無線供電容量,較之普通產(chǎn)品,供電量也提高了兩倍。
此外,ML766x的接收端還搭載了496Byte閃存和10位A/D,同時內(nèi)置NFC Forum Type 3 Tag功能,使用13.56MHz近場通信技術,與無線供電復用,只需一根天線便可同時進行無線供電和無線通信兩種功能。NFC典型模式也新增至四種通信模式,包括讀卡器模式、卡模擬模式、點對點模式和無線供電模式。
面向市場應用,本次發(fā)布的芯片組在旋轉(zhuǎn)結(jié)構設備中具有很大優(yōu)勢。例如,游戲主機冷卻風扇上的LED燈需要無線供電,避免因線纏繞而無法供電。同時也可通過無接觸通信獲取位置傳感器信息,從而控制風扇轉(zhuǎn)速,提高設計靈活性。再比如,通過芯片組檢測電動自行車扭矩,并控制速度。
據(jù)吳娟介紹,新產(chǎn)品符合中國《無線電管理規(guī)定》要求的頻率和功率標準,客戶未來仍可以放心使用。據(jù)透露,第二代無線供電芯片組“ML766x”將于2022年4月份正式量產(chǎn),初期量產(chǎn)規(guī)模預計為每月10萬片。在羅姆的未來規(guī)劃中,下一代無線供電芯片組正在開發(fā)中,預計最大供電量設置為250mW,更進一步朝著小型化、薄型化方向研發(fā),致力于將無線供電擴大應用到各種應用產(chǎn)品中。