有效避免车载干扰,伏达介绍360K赫兹高功率运行的MMP

前言

WPC的认证的变动影响究竟有多大是目前尚未可知的,但可以预见的是,关于MPP认证的热度将只增不减。认证中新增入的MPP是根据苹果Magesafe协议优化而成的协议,相比较之前的协议而言,更加的先进可靠。关于MPP详细的Module介绍,也就自然而然的变得重要的起来。本次演讲分享来自伏达半导体,在相关领域深耕多年的他们相信能给我们带来更多的重要信息。

演讲介绍

来自伏达的MarketingAda详细分享了关于伏达在MPPModule方面的领先知识,清晰地让与会者了解到关于MPPModule相关的知识,包括MPP的定义、MPPModule的设计以及未来的产品规划和WPC的近期动态等等,大大增加了与会者对于未来无线充市场的发展认知。


本次演讲主题为《MPPModuleIntroduction》,演讲时间为2023年5月9日,演讲方为伏达半导体。


内容主要包括MPP介绍、MPPNU222Module模型介绍、MPP的机械设计、MPP电路设计和伏达产品计划等五个方面。


MPP比较标准化的解释是BPP的一个Extensionpowerprofile,针对BPP来讲,是个延展性功率段,会拥有和EPP类似的认证机制,但它的通信速度会更快。一个bit,它会用128个cycles,而之前的Qi是一个bit512个cycles,所以它会有更快的通信的速度,包括握手,可以给客户提供更好的充电体验。

无线充为什么没有大量发展起来,有几个难点。第一,自由度要求。其次就是它的Fod,这些是基础难点。实际上在做无线充方案的时候,各种的异物,包括硬币、钥匙放进去,都会产生高热,所以在做相关方案的时候要尽量避免这种情况,比如说手机一般在温度较高的时候会停止充电,或者说采取降功率的方式来充电,这就是一个问题,而MPP解决了第一条异物检测的问题,两个Tx和RX贴在一起,将不再会有异物的问题。另外自由度方面,它将是非常紧密的贴合,能够传达高功率的15瓦传输,整体提高了安全性。


关于这几条的介绍包括几点。第一,Nevermissingthesweetspot,利用磁铁的吸引力,两个线圈将会紧密贴合在正中间。

正下方的两张图,是对于没有带壳的手机以及带壳的手机在贴合之后的表现展示。可以看出两个磁铁线圈之间的距离都在两毫米以内,没有贴壳的充电将能够100%的贴合,带了手机壳的充电贴合率将会达到99.4%,整体来说非常高的,在传统无线中的应用场景里面非常难得,作为无线充的厂商都希望可以做到这样的定位,将会减少许多问题。

苹果公司选择在现在开始做无线充电,是因为苹果公司可能想要去赋能整个磁吸生态圈,包括有源器件,例如充电宝,充电插头以及圆盘单充,包括像一些无源器件如手机壳等,会非常的多。并且将不仅仅只限于苹果公司,很多手机客户对于MPP磁铁的方案都非常的感兴趣。后期预测小米、OPPO等公司将会对MPP做出相应策略,甚至会加入该磁吸功能到手机无线充电中,对于整个无线充的市场来说,这将会是一个非常爆发的增长。

从Tx角度来看,这其实是一个很成熟的市场,因为它服务的是苹果端,所以多数无线充发射端的产品都是参与服务苹果的市场。后期如果拓展出Magesafe的相关技术共享到了WPC,那将会吸引到更多的无线充电手机厂商,整个生态将会产生爆发性增长。2023~2024年,预测将会是整个无线充市场的爆发季节。

另外一个方面MPP协议更好的解决了手机边充边边使用的问题,让充电和使用手机在同一时间并不影响。解决了长期以来客户使用无线充的痛点问题。不必再将手机放置在支架上,这方面是一个很好的提升。

WPC的BPP和EPP工作频率处于128K赫兹,而MPP的工作频率则在360K赫兹。在汽车应用环境下,对于汽车的无钥匙启动以及无钥匙关门做了相关测试,一些带有无线充的充电宝,会干扰到该功能,但如果使用MPP,因为它的工作频率在360K赫兹,所以可以避免干扰。

还对于现存市场上的一些设备出现的问题,例如说连接上设备,但握手充电失败等,MPP针对于相关问题做了相关定义。

针对于市场上不同的Tx和Rx产品,它们有些符合EPP,而有些符合BPP,MPP标准里面规定了如何去充以及对应的充电功率。例如MPP的Tx,给BPP的Rx充电将确保能够充电到5W功率,但是在其中有距离要求,一般来说垂直轴距离的要求为两毫米。MPP的Tx给EPP的RX充电将也是5W的充电功率。一般来说,需要两个都是MPP标准的情况下才可以完成15W的功率,其他则可以达到5W。MPP还要求距离为3毫米到4毫米之间允许降功率充电,但要求充电功率保证在2.5瓦以上。

上图是一个MPP标准的ReleaseTimeline。上周,MPP的FinalDraft已经通过理事会要求。接下来,将是WPC的2023年的第二次官方讨论会议,也会包括第七次的内部测试。6月份的时候,第三方的实验室将开始购买设备,做认证准备。7月份,将开始做MPP方案的认证。

WPC内部的邮件显示,WPC的理事会发布了对于这个WPC的的标准。2023年WPC2302的Meeting,将会在丹麦的哥尔本哈根进行。伏达作为国内一线的无线厂充电厂商,也会去参加第七次的内部插拔测试。

上图罗列出了关于MPP针对Tx做认证的相关测试点。与之前的BPP和EPP相比,做了非常多的功能加强,包括测试项目的增加。目前来说Digitalping必须要测128K赫兹和360K赫兹两个频段。某些距离范围内要保证具体功率的充电,包括手机端Rx端的Vrect电压控制,LoadDump的时候如何保护,以及OVP的保护。

在FOD方面。MPP做了比BPP和EPP更加细致的标准。会继承原来EPP做FOD的Powerloss计算的方法之外,还引入了更多的补偿。例如Rx端的温度信息,包括其他器件上的损耗等等,这些会让PowerLoss的计算更加精准。

目前,伏达已经通过了第6次最严格最多项目的内部插拔测试。

这一页列出了一些测试点,可以了解相关的测试要求。可以简单的看出,在线圈平移距离以及垂直距离上做了一些要求。例如在0~2毫米之内,要求传输功率必须大于等于15瓦,但是在距离变远的情况下,允许做降功率的调整。例如在3~4毫米的时候,要求必须大于2.5瓦以上的功率输出即可,可以看出核心的要求是保证客户的充电体验。

这是对MPP的Tx端的线圈的要求设计。基于现在的理解,WPC对于MPP的Tx端的线圈设计是没有相关规定的,并不像BPP和EPP里规定了很多种线圈类型。

WPC希望很多厂商包括第三方厂商在做相关设备的时候,仍然是尽可能的接近去现有的参考设计。避免在测试的时候相关参数系数差距过大,而影响设备上的测试,

这是伏达的一款无线充发射芯片NU1718,输入电压耐压是30V,这就很适合做MPP应用,因为在一些极端情况下,输入电压可能会达到20V左右。芯片有极高的集成度,集成了MCU控制单元、还有3对的半桥的驱动,这款芯片还集成了5V、3.3V和1.8V的LDO,包括高精度的电流检测。超低的静态电流,达到20uA以下。这款芯片目前已经量产并且已经在正常出货中。

这款NU1708A跟NU1718不同之处,主要在于它集成了四个全桥Mos。它是一个SOC,他的输入端电压可以达到20V,符合MPP要求。32K的MTP,并集成了高精度的电流检测,还有11个通道、15位的ADC,以及92M晶振。休眠模式下的静态电流不到20个uA,最大输出率可以达到30W。这款产品目前比较成熟,出货量大。

MPP工作过程中需要从128KHz切换到360KHz,中间一般会并入两路谐振电容来调节频率。NU1708A还集成了频率切换Mos的高压驱动,该驱动最高可以耐压26V,可以进一步减少外围器件,降低方案复杂度,优化方案成本。

回到伏达的标准MPP模组。在标准模组中,包括这几个部分:PCBA板、线圈、上面盖和下面盖等部件,这会是一个完整的MPPTx模组。伏达会拿我们的标准模组去过MPP认证,可以帮助客户快速投入研发,最终快速量产。

我们的标准模组,主要分成这三款产品。三款产品的主要区别在于他们面对的客户需求方向的不同。如果单一的产品的话,对于用户来说可能可扩展性比较低,所以说伏达将面盖以及下面的结构件做了一些相应的调整。

在NU22X方案中,上面的面盖和下面的底盖都不包含。而在NU223,有面盖没有底盖,比较特殊的地方还在于,它支持加强磁力。针对一般的消费应用场景里面,普通的900gf是可以使用的,但车载场景比较复杂,推荐使用1500gf大磁力的NU223。其它输入要求基本相同,支持BPP/EPP/MPP15W,支持USBPD和DC。另外,因为结构上的区别,所以厚度上面三者也会有所区别。

伏达计划在6月份开始开模,然后开始提供样品给客户。到7月初,伏达将完成的认证,并在中国和越南工厂开始准备量产。到8月底,伏达将正式开始大规模生产。如果有需要进一步了解伏达的产品,包括报价和技术参数等细节,请联系伏达深圳销售团队。

充电头网总结

MPP作为一个延展性方法,拥有和EPP类似机制,但能够给客户提高更好的用电体验。还能够稳定传输15W的充电功率。在使用方面也能够带来给客户更好的体验,磁铁吸附,不影响边使用边充电。MPP360K赫兹的工作频率,还能够避免之前的协议认证与车载方面的干扰问题。具有着便捷、兼容与高功率的MPP,未来可能将是无线充电市场不可或缺的一份子。

伏达半导体详细的向我们介绍了关于MPPModule的制造以及相关的原理。目前的MPP能够大幅度提升客户的体验,而伏达半导体在这方面拥有充足的经验,并且通过了WPC第6次的目前最严格的多项目的认证测试。伏达半导体目前具有充足的产品计划,预计在8月底将大幅度量产相关MPPModule,详细信息请联系伏达半导体。

发布于 2025-01-09
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