无线充电Qi V1.2.4标准及苹果7.5W方案分析

来源: handler   发布时间: 2018-04-14   146 次浏览   大小:  16px  14px  12px

今年3月初,WPC无线充电联盟在其官网发布最新的V1.2.4的Qi标准,据悉该协议在3月8日开始强制执行,在这之后在WPC注册的ID号的无线充电产品需按照V1.2.4标准过认证,而不是此前的V1.2.3。比较明显的变化如下:
(A)注册产品分类由BPP、BPP+FOD、EPP变成BPP、EPP两种;
(B)EPP增加了温升要求;
(C)Tx新增线圈7cm直径区域内的磁性物质检测;
(D)增加Tx产品对NFC/RFID card的保护指引;

Qi这一新标准发布后,关于Qi标准认证和支持苹果7.5W快充的方案哪种更好成了业界讨论的焦点,我们一起来看下当前业界关注/讨论的这两大热点话题:

热点话题No.1
关于Qi标准认证,目前市面上讨论比较多的是,苹果7.5W和三星10W是过5W(BPP)还是15W(EPP)?
据业界资深技术人士及认证人士探讨分析得出,目前市面上大多数支持苹果7.5W和三星10W快充的发射器方案都是在Qi 5W的基础上做的各家快充协议,并没有完全按照Qi标准来做的快充协议,因此在过认证时应该也都只需过V1.2.4的BPP认证。此外,目前支持苹果7.5W出货量最大的为10W的中高端快充方案,如果每个厂商都去做10万+/款的EPP认证,是不太现实的,并且这对于Qi在全球的推广普及也非常不利。

热点话题No.2
目前支持苹果7.5W的方案到底哪家强?
据了解,工作频率定在127KHZ~128KHZ之间,通过调功率(调压、调占空比)都可以实现苹果7.5W快充,两种方式的电路拓扑结构大致如下:
定频调压(15W为主): 主控芯片+2路桥驱+一路buck电路+运放(部分厂家要+晶振)
定频调占空比(10W为主):主控芯片+2路桥驱+运放(部分厂家要+晶振)


首先先简单介绍一下什么是定频调压、定频调占空比。定频调压是指通过调节电压来调节/控制发射端输出功率,定频调占空比则通过调节占空比来调节/控制发射端输出功率。苹果原装的适配器快充方式选择的是定频调压,这其中自然有苹果自身的考量。需要指出的是,两种方案的性能基本一致,即都能实现苹果的7.5W快充,不过在动态输入时定频调压方案会略显优势,而定频调占空比则优在电路设计的时候更加简洁。如果说要说两者之间最大的差别,那就是PCBA成本了,在PCBA成本上,定频调压方案偏高,而定频调占空比则相对适中。在过QI认证时,定频调压过的是EPP,需约16万/款的费用;定频调占空比可以选择过BPP或EPP,过BPP只需约3万/款的费用,EPP则同样需16万/款。

虽然定频调压、定频调占空比都能实现苹果的7.5W快充,但每个芯片厂商的定频调压和定频调占空比又都不太一样,一个重要的区别就在于是否采用了外部晶振。据新页微电子研发总监任连峰指出,苹果定频方案的精度要求为±6Hz,目前国内的无线充电厂商主要通过两种方式来达到苹果±6Hz的精度要求。第一种采用的是外部晶振,国内部分厂商采用的是8M或者12M晶振,这样晶振产生的频率精度基本能够符合苹果7.5W快充需求。不过也有厂商通过芯片内部的软件算法来提高频率精度(第二种),使精度能够符合苹果7.5W快充需求。这两种方式最大的区别就在于前者使用的是外部晶振,为分立元器件,需要厂商额外采购,成本更高;而后者无须另外采购晶振,成本更低。

目前,国内绝大多数无线充电厂商采用的是第一种即外部晶振的方式,采用第二种的还相对较少,第二种能够做到通过芯片内部的软件算法来提高时钟精度,达到采用外部晶振的性能效果,以实现支持苹果7.5W快充,这样做的优势在于当客户产品需要迭代更新支持苹果快充时,只需要在原有的电路板上升级程序而无须重新布板,大大降低了成本,同时也减少了分立元器件,精简了调压架构。