随着手机无线充电技术的发展，如今的无线充电功率与有线充电功率并没有太大区别。再加上近年来无线充电设计和生产成本的下降，无线充电已成为中高端手机的标配。根据无线充电联盟 （WPC） 的数据，2021 年至少有三分之一的智能手机将配备 Qi 无线充电协议，预计 2022 年将有超过 10 亿部智能手机配备无线充电。

无线充电技术摆脱了线缆的束缚，相对于有线充电，在车载应用领域具有非常突出的优势，根据智能汽车研究所的监测数据统计，仅去年中国新车前置手机无线充电模块的保险量就达到了358.35万辆， 同比增长120.43%，预装率17.57%，预计今年将超过500万台。

这

手机无线充电技术的快速普及进一步拓展了应用场景，蓬勃发展的汽车行业也成为新的发展轨道。各大芯片厂商也非常看好这个市场，争相推出可以安装在汽车平台上的手机无线充电解决方案。

南信车载RTx 50W解决方案

南信是国内主流的手机充电芯片供应商之一，其客户群包括小米、OPPO、vivo、华为等国内手机头模，其受到大型厂商青睐的主要原因之一是其核心团队大部分来自TI、ADI、、、等知名半导体厂商， 在电源管理芯片领域拥有超过 10 年的经验。正是因为这种实力，它获得了 、OPPO、 等公司的多轮融资。

截至目前，南信在手机充电领域已经细分了多条产品线，如DCDC、电荷泵、协议芯片、无线充电等。随着汽车市场新兴应用和机遇的出现，南信在加大技术研发的同时，不断扩大在汽车领域的应用，加速对汽车前端市场的渗透。今年1月，南信陆续向市场推出了三款车规级无线充电芯片、、,输出功率覆盖15W至50W。3月，南信推出可应用于受电端的50W无线充电Tx芯片，与之前的发射端芯片形成完整的产品组合。

通过这三颗芯片的组合，可以实现车载无线充电模块与汽车电池电源电压的相互兼容，通过++ MCU构建15W无线充电解决方案，+50W Tx + MCU构成50W无线充电解决方案。

++MCU 15W 车载无线解决方案

在方案参考设计方面，由于南信没有自主研发的MCU，因此在本设计中采用了恩智浦的主控芯片作为无线充电模块，用于调节升降压电压，然后将调节后的电压传输给无线充电发射器供电。

（++NXP 无线充电解决方案演示）。

考虑到汽车的电压不稳定会导致汽车启动时设备击穿，南鑫已将其最大耐压水平提高到40V，并且该设备还内置了45mΩ的上管和35mΩ的下管导通电阻，以保证电力传输过程中的转换效率。

它是一个高效的无线功率发射器模拟前端，支持高达 20W 的功率，在无线充电应用中，无线充电的发射器和接收器之间的协议通信就是在这里完成的。同时，为了保证无线充电在实际应用中的安全性，在芯片中增加了Q值检测功能，在通过无线传输电路发送电磁波的过程中，检测接收端和输出端之间的Q值，通过判断无线传输电路的电磁波传输范围内是否有异物来确定Q 值，并进行是否退出充电模式的操作。如果没有此功能，当发射器和接收器处有金属异物时，由于不断变化的地质交变磁场，很容易产生涡流加热，引起火灾。

+50W Tx + MCU 50W 无线充电解决方案

本设计中主要采用南信的同步升压控制器，支持2.7V至36V的超宽电压输入范围，可满足车载电池的全电压输出范围，输出电压可通过PWM在2V至36V之间动态调节。该芯片内置四个 10V/2A 开关驱动器，通过内部集成可以降低电路设计的难度并带来更高的效率。

来源：南新

在主控MCU和功率发射器方面，南信没有给出具体的芯片参考。

50W 无线充电接收器芯片

除了无线充电功率发射器的解决方案，南信最近还推出了应用于接收器的受电芯片。该芯片是一款集接收和发射功能于一体的无线充电芯片，可支持高达50W的无线功率接收和15W的反向输出功能，通过GUI编写Tx指令即可实现反向输出功能。

来源：南新

据介绍，该芯片内置的整流桥由 4 个 MOS 管组成，而不是传统的二极管设计，这要归功于 MOS 管的小导通电阻特性，可以有效降低系统在接电时的功耗，提高系统转换效率，减少手机在使用无线充电时产生的热量。苹果去年推出的 140W PD 快充也采用了类似的整流桥设计，不同的是，苹果的 PD 快充只用了两个 MOS 管。

来源：南鑫半导体

这

上图是基于输出功率为 5W 时的演示无线充电测试，可以看出，当功率发射器为 5V/1A 5W 时，可以接收 4.96W 的功率，转换效率高达 99%。

来源：南新

这

上图显示，当输出电压为 18V/3.359A 60W 时，基于它的 demo 可以接收到 19.81V/2.50A 49.52W。功率转换效率可计算高达 82.5%。

结论自去年工

信部发布无线充电设备无线电管理暂行规定以来，明确指出50W是无线充电的最高上限，各大芯片厂商开始走务实路线，不再寻求功率上的突破，而是在技术和转换效率方面继续研究。南信采用由 4 个 MOS 管构建的同步整流桥，提高了系统的转换效率，使无线充电的发展更进一步。