什么是無線供電?說起無線供電,可能很多人會首先想到給智能手機以及平板電腦充電的這一類Qi供電。對于小型的可穿戴設(shè)備,Qi規(guī)格是不適用的。針對小型化,ROHM集團旗下的藍碧石科技株式會社(以下簡稱“藍碧石科技”)此前開發(fā)出第一代產(chǎn)品---無線供電芯片組“ML763x”。今天筆者想介紹的并不是第一代“ML763x”,主要介紹的是第二代新產(chǎn)品——功率高達1W的無線供電芯片組“ML766x”。
目前,對提高小型電子設(shè)備防觸電安全性的需求高漲,而無線供電不需要電源連接器,其密封外殼可以提高防水防塵性能,因此可大大提高充電和出汗時的防觸電安全性。雖然目前在無線供電領(lǐng)域有已經(jīng)非常普及的Qi標(biāo)準(zhǔn)*2,供電量大,最高可達15W,但其包括天線尺寸和芯片組在內(nèi)的系統(tǒng)尺寸也很大,因此很難安裝在可穿戴設(shè)備中。此次藍碧石科技又開發(fā)出一組體積小巧、供電量高達1W的新產(chǎn)品,進一步擴大了可配備無線電源的應(yīng)用范圍。
ML766x內(nèi)置了電力傳輸和接收所需的控制電路,無需外置微控制器,在1W供電級別,實現(xiàn)了業(yè)內(nèi)超小的系統(tǒng)尺寸,非常適用于需要長時間佩戴的、電池容量較大的可穿戴設(shè)備,例如腕式血壓計、智能手表、助聽器等。主要有兩大特點:
第一個特點:功率達到了普通產(chǎn)品的最大供電量的兩倍
可以看到,以Qi標(biāo)準(zhǔn)進行無線供電的產(chǎn)品的使用頻率是110KHz到205KHz,最大供電量是15W。相對應(yīng)的系統(tǒng)尺寸包括天線、外圍元器件的尺寸達到了650平方毫米。普通尺寸最大供電量是0.5W,系統(tǒng)尺寸是Qi的一半---330平方毫米。ML766x目前能夠達到普通產(chǎn)品供電量的兩倍。據(jù)介紹,1W供電對應(yīng)的芯片發(fā)熱是通過優(yōu)化控制發(fā)射功率來抑制LSI的發(fā)熱,實現(xiàn)了1W的無線供電。
另外,由于采用13.56MHz的高頻段進行供電,所以天線尺寸可以更小,與普通產(chǎn)品相比,系統(tǒng)尺寸可以縮小30%,因此非常適用于腕式血壓計、智能手表以及助聽器等小型電子設(shè)備。
如何使系統(tǒng)尺寸比普通產(chǎn)品減少30%?可以看到普通產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)成主要有天線、分離元器件以及微控制構(gòu)成。通過兩個方式把系統(tǒng)尺寸總體減少,一個是減小了天線,第二個是系統(tǒng)無微控制器實現(xiàn)通信。
天線尺寸跟共振頻率是成反比關(guān)系,普通產(chǎn)品和Qi規(guī)格產(chǎn)品用的都是幾百KHz的通信頻率,通過把頻率提高到13.56MHz,使天線比其他產(chǎn)品的天線減小了很多,實現(xiàn)了小型化。
此外,由于內(nèi)置了支持I2C接口*3和SPI接口*3的通信協(xié)議,因此無需微控制器即可控制搭載了這些功能的數(shù)字傳感器等。這樣可以削減微控制器的安裝空間,即使與同為1W級供電量的普通產(chǎn)品相比,新產(chǎn)品的系統(tǒng)尺寸也是業(yè)內(nèi)超小的。
第二個特點:兼具無線供電和非接觸式通信兩種功能
新產(chǎn)品的無線供電由于采用的是13.56MHz高頻段,所以與同樣支持13.56MHz近場通信標(biāo)準(zhǔn)“Near Field CommunicaTIon(NFC)”產(chǎn)品的非接觸式通信也可實現(xiàn)。由于兼?zhèn)錈o線供電和非接觸式通信兩種功能,因此具有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(在有線供電系統(tǒng)中會限制設(shè)計的靈活性)的設(shè)備中,比如在工業(yè)設(shè)備、電腦冷卻風(fēng)扇、電動自行車轉(zhuǎn)矩傳感器*4等應(yīng)用中,有助于提高產(chǎn)品的可設(shè)計性和設(shè)計靈活性。
此外,通過采用藍碧石科技自有的通信格式,將數(shù)據(jù)通信間隔由ML763x中的4ms縮短至ML766x中的1ms,從而實現(xiàn)更實時的轉(zhuǎn)速控制和監(jiān)測。
為了方便用戶評估,藍碧石科技準(zhǔn)備了評估板
評估板包括兩個部分,一個是發(fā)射板,另外一個是接收板,評估板上面還自帶了一個天線,當(dāng)然也可以根據(jù)自己的需求把天線截斷,用自己的天線進行評價。評估板帶了天線以后,只需要向發(fā)射板供電即可以確認工作情況。另外,評估板還配備了配置工具,使用這個配置工具客戶在評估過程中可以更改LSI的一些設(shè)置。
小結(jié):可以看到羅姆推出了兩代產(chǎn)品,第一代ML7631/ML7630,第二代產(chǎn)品是ML7661/ML7660。供電量分別是200mW和1W,但是這兩個產(chǎn)品的充電規(guī)格還沒有符合“NFC論壇”的充電標(biāo)準(zhǔn),下一代產(chǎn)品準(zhǔn)備做一個符合“NFC論壇”標(biāo)準(zhǔn)的充電LSI。一旦產(chǎn)品符合“NFC論壇”標(biāo)準(zhǔn),就可以跟其他家符合NFC充電標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品進行互充,這樣可以大大提高在各種產(chǎn)品上的充電應(yīng)用。
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羅姆
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