15W无线充电解决方案确保系统保持安全和优化

STWBC -EP发射器和STWLC33接收器是 ST 首款15W无线充电解决方案。 它们与 Qi 1.2 Extended Power Profile 协议兼容，为医疗设备、智能手机和平板电脑等提供了完整的设置。无线充电在利基市场中成为可选功能的时代已经结束。这是公众积极寻找的东西，因为该技术无处不在，这意味着忽略它现在是例外而不是常态。但是，添加无线充电可能会很复杂，一个错误可能会破坏产品的电源效率，甚至导致故障。因此，由 STWBC-EP 和 STWLC33 组成的完整解决方案改变了游戏规则，因为它带来了这项广受欢迎的技术的所有荣耀，而且没有任何令人头疼的问题。

ST 已经拥有庞大的无线充电产品目录，其中大部分都经过了低功率输出认证。我们在 Life.Augmented 博客中介绍了其中一些，例如STWBC-WA 和 STWLC04，它们使可穿戴设备的无线充电变得容易。最近，这些设备在今年的开发者大会上占据了中心位置，其演示和演示旨在帮助工程师和决策者了解该技术及其实施。今天，随着行业不可避免地向更强大的设备和更快的充电时间迈进，ST 不仅增加了更突出的线圈，而且彻底审查了其硬件和软件，以带来原创功能和新的效率水平。

15 W 无线充电在今天意味着什么？

如今，无线感应充电在移动设备方面占据着消费电子市场的主导地位。非常简单，该技术利用电场和磁场之间的自然关系将电力传输到电池。发射器，通常称为“充电器”，插入电源并将电源转换为高频交流电，电路将传送到感应线圈（称为初级线圈），从而产生振荡磁场地。如果移动设备（接收器）中的次级线圈足够近，它会拾取该磁通量并开始共振。从那里，法拉第感应定律规定，系统可以将磁场转换回交流电，为电池充电或为设备供电。

标准很快出现，以确保多家公司就该技术的实施达成一致，因此来自不同制造商的设备可以一起工作。因此诞生了Qi和AirFuel Inductive，因为 ST 旨在为尽可能多的客户、行业和人群提供服务，它是无线充电联盟 （Qi） 和 AirFuel 联盟的成员。因此，STWLC33 与两种电感标准兼容，保证移动设备无论充电器协议如何都可以开始充电。由于 STWBC-EP 发射器实施 Qi 1.2 扩展功率配置文件，这是目前唯一得到广泛支持的 15 W 无线感应充电标准，因此它不提供 AirFuel Inductive。然而，ST 已经拥有各种双标准接收器，例如 STWLC03和前面提到的 STWLC33，从而确保无论采用何种协议，公司都可以使用发射器和接收器协同工作以优化性能的完整解决方案。

向后兼容性如何工作？

无线感应充电赢得业界青睐的一个原因是，与其他方法相比，它的泄漏电流和电磁干扰更少。然而，随着 15 W 解决方案的推出，新的优化使效率更上一层楼。例如，在某些为 5 W 无线充电而设计的组件上，控制系统会调整频率和占空比以获得最佳性能。在基于 STWBC-EP 的新型 15 W 发射器参考板上，该设计主要使用电压控制，仅在必要时修改频率。

这种方法意味着频率保持相对稳定，并且发射器的参考板可以接受更全面的电源电压范围，现在从 5 V 到 13 V，而不是以前的 5 V。当以 5 V 供电时，参考板将向接收器标识自己为 5 W Baseline Power Profile 发射器，并在以 12 V 供电时将其标识为 15 W Extended Power Profile 发射器。 这可确保发射器与之前的 5 W Qi 保持兼容接收器，并能快速适配所有Qi协议版本。

接收器也包含向后兼容性，STWLC33 有一个系统，可以根据与其耦合的发射器类型优化其性能。很简单，如果接收器处理 5 W 充电器，它会自动将其输出电压设置为 5 V。但是，如果系统与 15 W 解决方案交互，电压会上升到 10 V。通过增加电压，接收器将提供较低的电流，因此将最大限度地减少功率损耗，从而显着提高热效率和电效率。

特殊硬件优化

因此，很容易看出 STWLC33 获得了许多优化，这确实解释了为什么它的封装比之前的型号 （ STWLC03 ） 更小，为 3.97 mm x 2.67 mm，尽管能够输出三倍的功率。此外，它使用 LDO（低压降）而不是降压转换器来处理末级调节。然而，ST 会根据输出巧妙地调整 LDO 的输入电压，以将压降保持在最低水平，从而确保功耗保持在极低的水平。最终，所有这些调整意味着STWLC33 是当今市场上第一款能够提供可为两节锂离子电池充电的输出电压的无线接收器。

在这一点上，很容易看出为什么 STWBC-EP 发射器和 STWLC33 接收器在竞争中遥遥领先，但制造商可以选择使用其中一个而不是另一个。ST 解决方案足够灵活，可以与可能已经有某些需要使用不同组件的要求的工程师合作。然而，Qi 1.2 Extended Power Profile 协议的新双向特性为仔细选择发射器和接收器提供了一个极好的案例。 以前，数据通信仅从接收器传输到发射器。然而，鉴于功率水平的大幅提高，新协议实现了双向通信。因此，发射器现在也可以向接收器发送数据，这样两者都可以更准确地控制充电操作，以确保系统保持安全和优化。

特殊软件优化

ST 的增强功能还超越了硬件架构，提供了独特而高效的固件。例如， STWBC-EP 在模拟 ping 模式下具有短暂的功率突发，这要归功于它的软件可以快速唤醒系统以检查是否存在潜在的接收器。由于充电器大部分时间都处于空闲状态，只是检查是否必须开始发射功率，因此这种突发模式至关重要，因为它会对平均功耗产生重大影响。通常，竞争固件将需要更长时间的突发，以确保充分执行检测操作。ST 固件的美妙之处在于它能够做同样的事情，同时花费更少的时间，因此需要更少的功率。

同样， STWLC33 是 ST 唯一的 15 W 接收器，它能够在使用相同线圈时像 3 W 发射器一样工作，这要归功于可以动态切换操作的固件功能。工程师无需更改单个二极管即可实现，因为一切都发生在应用程序级别。因此，可以为智能手机无线充电，但也可以将该设备用作智能手表的充电器，例如，如果可穿戴设备的电量耗尽，这将是一个很大的帮助。最终，它表明 ST 不仅希望符合当前的标准，而且还孜孜不倦地提供超出联盟和消费者期望的电源优化和功能。

从哪里开始？

毕竟，一个问题仍然存在：“从哪里开始？”而答案就在 ST 的评估板中。STEVAL-ISB044V1使用 STWBC-EP，而STEVAL -ISB042V1提供了体验 STWLC33 的绝佳方式。两者都可作为参考设计，也是了解更多关于加快开发速度的 ST 固件和 GUI 工具的绝佳起点。此外，由于这些是交钥匙解决方案，它们已经通过了 WPC（无线电源联盟）的认证。因此，决定使用 ST 发射器和接收器的工程师可以更快地对其产品进行认证，从而显着缩短产品上市时间。这两款开发板可在 ST 网站或经销商处获得，我们迫不及待地想看看您将如何使用 STWBC-EP 和 STWLC33 让您的设备经得起未来考验。

审核编辑：郭婷