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STWBC-MC是我們的首款Qi Extended Power Profile（即EPP或15 W）1.2.4無線充電發(fā)射器，也是我們首款可以管理三個線圈的器件，可提供更大的充電表面。這款新元件具有高度的象征意義，因為它代表了我們多年來實施無線充電戰(zhàn)略的一個重要里程碑。事實上，我們最初推出的是STWBC（這是我們首款Qi發(fā)射器），緊接著又有了STWBC-WA，由于其線圈只有一厘米，可以為可穿戴設備和其他小型設備提供無線充電。然后是在去年，我們推出了首個15W充電解決方案STWBC-EP，我們現(xiàn)在正在擴展這項技術，使其具備使用更多線圈的能力。

為多臺設備充電

STWBC-MC將不是我們唯一的Qi 1.2.4方案，因為我們將更新STWBC-EP的固件，使我們的單線圈15W解決方案符合即將推出的標準要求。這個新Qi版本只是一個小的更新，但是它具帶來一些基本功能，比如面向5W和15W解決方案的更簡單功率配置文件。它還促使制造商通過更嚴格的熱試驗和電氣測試，以確保產品更加安全。這意味著以15瓦功率充電時可以耐受更高的溫度，處理的電壓峰值也比之前版本標準規(guī)定的要高。安全性和效率是衡量無線充電發(fā)射器的兩大重要指標，三線圈型號發(fā)射器必須能處理更復雜的情況，并為用戶防止更廣泛的故障。
此外，考慮到當前關于無線充電的討論，我們還必須解釋更多的線圈并不一定意味著能夠同時為多臺設備充電。Qi標準沒有關于此類用例的規(guī)范，因此仍然存在重大挑戰(zhàn)。正如我們將看到的，激活多個線圈會對性能產生負面影響，而且存在固有物理限制，會導致過熱和效率損失，尤其是當原型試圖使用10到20個線圈時。現(xiàn)有的充電解決方案可以將功率傳輸?shù)蕉嗯_設備，但目前使用的是多個單線圈發(fā)射器，與專用的快速充電解決方案不兼容。因此，我們的三線圈發(fā)射器每次充電一臺設備，但它也包含各種技術以保證性能，如我們的存在檢測方案。

智能且不會過時

【STWBC-MC封裝的正面和背面】

STWBC-MC采用一種新的存在檢測方案，以便更準確地感知離接收器最近的線圈。該步驟必須快速且精確，因為如果多個線圈開始共振，就會產生一個影響性能的重要磁場。另外，其他線圈可以注冊為異物，發(fā)射器必須忽略它們才能繼續(xù)充電。關閉它們還意味著，任何靠近充電產品的金屬物體都不會干擾功率傳輸。因此，一旦系統(tǒng)確定哪個線圈工作最出色，它就會關閉其他線圈，但是存在檢測方案并不會就此停止。它不斷檢查正在進行無線充電的產品位置，因為如果它移動，發(fā)射器可以開始使用另一個更高效的線圈以保持效率和性能。

STWBC-MC和STWBC-EP還集成了用于固定頻率操作的數(shù)字DC-DC轉換器，使自身區(qū)別于行業(yè)中的其他產品。在此之前，那些競爭器件使用外部轉換器，但我們將其集成到硅片上，幫助工程師減少材料成本并簡化設計。該功能還可以將發(fā)射器的頻率保持在148.5kHz以下。很快，更新后的歐盟無線電設備指令（RED）會將磁場發(fā)射功率限制為-5dBm（當發(fā)射器使用的頻率高于148.5 kHz時）。為了滿足這些更嚴格的要求，我們使用嵌入式數(shù)字DC-DC控制器將固定操作頻率設置為127.7kHz。

無線充電，無處不在

在這種操作頻率下工作，還可以讓我們走進專有快速充電的世界。例如，127.7kHz使我們符合世界上最賺錢智能手機制造商所構想的7.5 W標準，從而減少充電時間，以提供更好的充電體驗并減少對電池的壓力。同樣，這家亞洲最知名的智能手機制造商也為其無線快速充電協(xié)議制定了具體的規(guī)則。它在標準Qi通信中使用專有數(shù)據包，將功率水平提高到10w，同時保持與傳統(tǒng)5W充電器的后向兼容性。

STWBC-EP和STWBC-MC都可以處理這些專有數(shù)據包，這意味著我們的STEVAL-ISB047V1評估板可以成為開發(fā)（與所有這些極其重要的快速充電技術兼容）充電解決方案的第一步：15W充電技術適用于Qi EPP終端，7.5W充電技術面向固定頻率127.7kHz的設備，10W充電技術用于使用專有數(shù)據包的產品。由此，我們可以開始期待第三方配件制造商推出真正的通用無線充電解決方案。

ST獨有的三通解調

【無線充電系統(tǒng)描述】

發(fā)射器必須具有高度響應能力，以適應異物的存在，并對可能改變位置或離開充電墊的產品作出反應。因此，Qi標準確保發(fā)射器和接收器之間通過信息交換進行持續(xù)的通信，這些信息在功率傳輸過程中被調制，然后由控制器進行解調和處理。這些信息至關重要，即使只有其中一條信息丟失，也會迫使發(fā)射器停止充電操作并等待與接收器重新建立連接。對于終端用戶來說，這意味著糟糕的用戶體驗，因為充電器會毫無來由地停止充電，然后重新開始充電。

為了防止這種問題發(fā)生并提供性能卓越的器件，我們開發(fā)了一種依靠三通的專利解調技術。作為唯一提供這項技術的公司，我們將其應用于我們的STWBC-EP和STWBC-MC。我們的發(fā)射器通過讀取來自充電產品的信號中的電流、電壓或相位來解調信息，然后我們的IC動態(tài)選擇信號最清晰、最強的信號源（發(fā)射器的一個引腳）。這意味著如果手機位置移動了（或者情況發(fā)生了變化），導致某個引腳接收的信號不清晰，發(fā)射器可以使用其他引腳與接收器進行無縫連續(xù)通信。

我們Qi發(fā)射器的終極效率

【STEVAL-ISB047V1】

檢查一個產品是否可以發(fā)送和接收消息并不是確定其是否兼容Qi發(fā)射器的唯一方法。異物檢測（FOD）是一種關鍵機制，它總是檢查充電表面的情況，以防止發(fā)生災難性的故障。為了確定一個產品是否適合進行功率傳輸，Qi部分依賴于質量因素（Q）。根據無線充電聯(lián)盟的說法，這個值代表“視在功率與功率損耗的比率”。

很簡單，Q= ωL/R，其中ω是頻率（f）的函數(shù)，比如ω=2πf。L是電感，R是電阻。理想情況下，Q無窮大，即沒有損耗，但商用線圈的得分在100左右。因此，當金屬物體（如鑰匙，或質量較差的線圈）由于功率損耗太大（R太高）而使Q值接近于0時，發(fā)射器知道自己遇到一個異物，會阻止系統(tǒng)傳輸功率。精確的FOD是實現(xiàn)極高效率和杜絕浪費的關鍵。

多線圈系統(tǒng)面臨的另一個挑戰(zhàn)是效率損耗。無線充電從單線圈開始，因為它更容易優(yōu)化接收器和發(fā)射器的諧振，從而確保更高的功率效率。因此，理論上，使用多個線圈意味著精度下降，從而使功率損耗上升。然而，在實踐中，我們可以彌補這種精度下降，以保證提供與單線圈解決方案相同的性能和用戶體驗。充電模塊將獲得相同的功率且不會使溫度升高，效率的變化是如此之小，以至于用戶體驗的充電時間與單線圈系統(tǒng)相同。

讓生活更輕松

【STSW-STWBC GUI的圖形用戶界面（GUI）】

為幫助工程師利用所有這些特性，我們提供集成了STWBC-MC的STEVAL-ISB047V1評估板。它附帶一份物料清單和電路圖，因此設計團隊可以更快地將我們的Qi發(fā)射器調換到他們的PCB上。我們還要宣布，我們已經通過了Qi1.2.4初步測試，并將在年底前為我們的新評估板獲得認證。由于Qi是一個系統(tǒng)級標準，在定制PCB上調換我們的平臺將極大地加快各種審批和監(jiān)管流程，從而縮短上市時間。該板甚至還附帶一個與PC相連的電子狗，用于提供圖形用戶界面STSW-STWBC GUI，以便開發(fā)人員監(jiān)測功率傳輸、獲取錯誤消息并快速配置應用。

STEVAL-ISB047V1也不同于我們的其他無線充電評估板，它提供我們的首款USB Type-C sink-only功率傳輸連接器，該連接器使用我們的STUSB4500控制器。這意味著工程師們擁有了創(chuàng)建現(xiàn)代無線充電器的所有工具，這種充電器通過USB-C線纜從電源獲取電力。它還有一個DC端口和一個標準micro-B USB連接器，因此團隊可以選擇與其設計最匹配的輸入。然而，選擇USB-C將使他們受益于更加穩(wěn)健且操作簡便的連接器。最后，STWBC-MC可以實施制造商的專有快速充電協(xié)議，這些制造商希望為他們的客戶提供額外功能，從而使我們的參考設計具有很高的延展性。