近幾年市場上不斷湧現各式各樣的手機無線充電器，可謂集顏值和科技於一體。
實際上無線充電技術的研究和應用，可以追溯到十幾年前：
目前無線充電行業主要有三大無線充電標準組織：wpc(無線充電聯盟)、airfuel alliance(由a4wp和pma於2023年合併)。wpc於2023年推出qi標準，該標準採用電磁感應技術實現近距離無線充電。airefuel採用電磁諧振及rf技術實現中遠距離無線充電。
對於智慧型終端無線充電系統，qi無線充電因其近場高效等特性被廣泛用於各終端產品。
qi無線充電拓撲原理如圖1所示，由發射端和接收端構成：
dc input---全橋逆變---發射端lc諧振電路---接收端lc諧振電路---全橋整流---ldo---dc output
其原理類似於變壓器，發射端控制ic控制全橋向外發射能量，接收端線圈通過磁場耦合到能量以啟動接收端控制ic，ic啟動後通過控制調製電容cm切入/切除以載波方式向發射端傳送2khz的通訊訊號，發射端通過軟硬體解調出2khz的數字通訊訊號，控制全橋的輸入電壓或工作頻率調整系統增益保證接收端輸出電壓的穩定。
圖1 qi無線充電原理
qi無線充電之所以發展較為緩慢的原因是由於無線充電功率過小，充電速度過慢，使用者無法體驗到如有線充電般的快充體驗，而制約輸出功率的因素主要是無線充電系統的效率，即系統的損耗。對於大功率無線充電，若提高充電電流，系統的損ploss以電流平方的倍數增加，因此必然是以高電壓小電流方式來提高充電功率。
對於終端裝置鋰電池電壓vbattery約為3.6-4.4v，對於發射端輸入為9v或更高輸出電壓的介面卡，接收端需將輸出電壓降低至5v以給電池充電，常規的主要為同步整流buck，針對9v轉5v或12v轉5v輸出電壓10w或者更高功率應用，buck效率η＜90%，功率越大，效率越低，而在buck上的損耗也越大，而對於終端裝置而言，損耗太大導致手機溫公升過高無法進行長時間快充，從而降低了使用者的無限快充體驗。
華為於2023年9月份發布電荷幫浦降壓轉換電路(效率η≥97%)，採用電容充放電原理給電池充電，而由於電荷幫浦不支援調壓，因此需通過無線充電系統精確調壓來實現高速無線充電，如圖2所示。對於大功率無線充電，採用電荷幫浦降壓電路對系統而言是一種效率最優的充電方式。
圖2 無線充電電池充電路徑
作為qi無線充電發射端核心控制ic，不同廠家選用ic型別也不同，主要分為soc和mcu架構，soc架構主要有idt(國外)、易沖(國內)等典型廠家，mcu架構主要有nxp(國外)、伏達(國內)等典型廠家。
soc架構由於整合buck、ldo、driver、通訊解調、電流取樣等電路，mos外接，發射端匹配接收端的輸出能力主要取決於ic的耐壓以及外接mos的輸出能力，對於1對1單線圈無線充電發射端而言，soc架構為最優選。
mcu+power stage架構的優勢在於將數字與模擬部分隔離，同時埠可擴充套件性較強，對於1對1多線圈或1對多多線圈無線充電發射端，基於產品的特點，所需控制埠更多，針對這種應用，mcu + power stage架構為最優選擇。
綜上所述，由於目前使用者還未真正體驗到大功率無線快充所帶來的快充體驗，因此在接下來的幾年內各終端廠商仍會在提高輸出功率上持續發力。對於控制ic的設計與選型，針對終端廠商手機所匹配的發射端仍以soc架構為主。
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