蓝碧石科技新一代无线供电芯片组,不止变小这么简单!
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在科技力量的驱动下,人类已经成功地从有线通讯时代步入到了无线通讯时代,于是无线充电技术便应运而生了。不过,随着这一技术的迅速普及和广泛应用,与之相关的安全性和兼容性等问题也备受关注。
为了给业内提供一种更加安全可靠的解决方案,近日全球知名半导体制造商ROHM(罗姆)旗下的蓝碧石科技株式会社(以下简称“蓝碧石科技”)开发出了功率高达1W的无线供电芯片组“ML766x”,旨在满足可穿戴设备兼具无线供电和非接触通信两种功能的多样化需求。
专注无线供电,为小型电子设备带来更多选择
说起无线供电,可能很多人首先会想到给智能手机以及平板电脑充电的这类Qi供电。但对于小型可穿戴设备,例如腕式血压计、智能手表、助听器等,Qi标准是不适用的。
据罗姆半导体(上海)有限公司技术中心主管吴娟女士介绍,Qi标准是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称WPC)制定的无线供电国际标准,具备通用性和便捷性两大特征,无论是手机、数码相机,还是平板电脑、电子手表等产品,都能用Qi无线充电器为其充电。因此,该标准为无线充电技术的大规模普及创造了可能。
所谓无线供电,其实就是利用电磁感应、无线电波,以及共振作用,在接收端和发送端使用响应的设备来发送和接收产生感应的交流信号而进行充电的一项技术,其原理类似于变压器。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量,二者之间无需使用电线连接,因此无线供电及用电装置可以做到无导电接点外露。
不过,就现阶段而言,无线供电在技术和应用等方面还不够成熟。吴娟指出,虽然在无线供电领域Qi标准已经非常普及了,但其包括天线尺寸和芯片组在内的系统尺寸仍然较大,因此很难安装在可穿戴设备中。而蓝碧石科技开发出的无线供电芯片组“ML766x”,则可以很好地满足小型化这一市场需求。
据了解,此次蓝碧石科技开发出的无线供电芯片组“ML766x”,搭载了包括“ML7661”(发射端)和“ML7660”(接收端)两个LSI。其中,发射端的LSI是40pin WQFN的封装;而接收端则有两种封装,一个是30pin WL-CSP,另一个是32pin WQFN。相较于上一代无线供电芯片组“ML763x”,此次推出的新产品系统尺寸更小、供电量更大。
多重优势加持,让无线供电应用场景更有智慧
为了进一步说明“ML766x”在实际应用中的作用,吴娟则从两个方面对其进行了详细介绍。
一是,以业内超小的系统尺寸,实现高达1W的无线供电。
在下图中我们可以看到,以Qi标准进行无线供电的产品,其使用频率是110KHz-205KHz,最大供电量是15W,相对应的系统尺寸包括天线、外围元器件等达到了650mm²。而普通产品的最大供电量是0.5W,系统尺寸为330mm²,仅是Qi标准的一半。
与普通产品相比,“ML766x”这款新产品可以在系统尺寸缩小30%的同时,还能将最大供电量提高2倍,进一步扩大了可配备无线电源的应用范围。
那么,这是如何做到的呢?
吴娟解释说,在技术方面,“ML766x”可根据所需供电量优化控制传输功率,因此可抑制LSI主体的发热量,从而实现了高达1W的无线供电。同时,由于采用13.56MHz的高频段进行供电,所以天线尺寸可以更小。与普通产品相比,系统尺寸可以缩小30%,因此非常适用于腕式血压计、智能手表,以及助听器等小型电子设备。
此外,由于“ML766x”内置了支持I2C接口和SPI接口的通信协议,因此无需微控制器即可控制搭载这些功能的数字传感器等。在使用该产品时,只需调整电力传输量以提高供电效率,并根据二次电池的规格设置温度阈值等参数,即可轻松构建系统。
这样的设计,一方面可以削减微控制器的安装空间,即使与同为1W级供电量的普通产品相比,新产品的系统尺寸也是业内超小的;另一方面,无需系统控制用的微控制器及其程序开发,非常有助于减少开发工时。除此之外,新产品还具有低功耗模式,可以大大降低系统待机时的功耗。
二是,兼具无线供电和非接触通信两种功能,有助于提高应用产品的可设计性和设计灵活性。
具体来说,由于“ML766x”的无线供电采用的是13.56MHz高频段,所以与同样支持13.56MHz近场通信标准“Near Field Communication(NFC)”产品的非接触式通信也可实现。由于兼备无线供电和非接触式通信两种功能,因此具有旋转机构(在有线供电系统中会限制设计的灵活性)的设备中,比如在工业设备、电脑冷却风扇、电动自行车转矩传感器等应用中,有助于提高产品的可设计性和设计灵活性。
另外,通过采用蓝碧石科技自有的通信格式,将数据通信间隔由ML763x中的4ms缩短至ML766x中的1ms,还可以实现更实时的转速控制和监测。
令人期待的是,这款新产品将于2022年4月实现量产,量产初期规模约为10万片/月。可以想象,在“ML766x”的有力支撑下,未来我们的生活将会变得更加智能!