創(chuàng)新將成為產(chǎn)品成功的關鍵，而無線充電作為迅猛發(fā)展的新興技術之一，正在逐步改變我們的生活和工作方式。電磁感應式充電是目前最主流的無線充電技術，緊隨其后的是諧振式無線充電。無線充電聯(lián)盟（WPC）負責維護和制定各種無線充電應用標準，其中包括功率高達15W的智能手機和便攜式設備無線充電的Qi標準。該聯(lián)盟擁有350多家成員公司，半導體巨頭意法半導體（ST）也是其中之一。

無線充電的優(yōu)勢與應用場景

意法半導體是一家處于世界前沿的創(chuàng)新公司，同時也是個人電子產(chǎn)品、醫(yī)療和工業(yè)應用領域無線充電解決方案的主要供應商。在個人電子產(chǎn)品中，無線充電技術具有諸多顯著優(yōu)勢，例如可實現(xiàn)防水防塵設計，從而延長產(chǎn)品壽命，改善用戶體驗，并實現(xiàn)無端口設計。此外，無線充電技術不僅可以給電池充電，還可以直接為設備供電。在許多工業(yè)應用中，無線供電可以增強機械臂的活動自由度；在醫(yī)療和美容設備中，無線供電則實現(xiàn)了產(chǎn)品的密封設計，方便消毒處理。

意法半導體的無線充電芯片

意法半導體提供了從1W到100W功率范圍的無線充電芯片。其中，STWLC38是一款獲得Qi 1.3認證的無線電能接收器芯片，專為可穿戴設備、耳機等空間受限的產(chǎn)品設計，最大功率可達15W，整體面積（包括外圍元件）僅為7mm x 7mm。它能夠與STWBC86發(fā)射器芯片配套使用，形成完整的無線充電系統(tǒng)。STWLC38采用2.1mm x 3.3mm的WLCSP40封裝，輸出電壓在4V至12V范圍內(nèi)可調(diào)，分辨率為25mV。處理器內(nèi)核是ARM 32位Cortex?-M0+，主頻最高可達64MHz，存儲器包括64kB ROM、16kB RAM，以及32kB RRAM，可以像閃存一樣保存固件補丁。

異物檢測（FOD）是無線充電產(chǎn)品設計中的一個重要環(huán)節(jié)。這一功能可以檢測發(fā)射線圈和接收線圈之間的異物，并及時切斷電源，防止金屬物體在磁場中產(chǎn)生渦流導致溫度迅速升高。STWLC38具備精確測量電壓電流的能力，并內(nèi)置多種保護措施來監(jiān)控過流、過壓和過熱等情況。

STWBC86：高效電能發(fā)射器

STWBC86是一款兼容Qi 1.2.4無線充電標準的電能發(fā)射器，在Qi標準協(xié)議下最高發(fā)射功率為5W。它是一款集成全橋逆變器的單芯片解決方案，配備了主頻64MHz的ARM 32位Cortex?-M0+內(nèi)核和8kB RAM，以及用于安裝固件補丁的8kB FTP（多次可編程存儲器）。該設計針對Qi標準A11a拓撲進行了優(yōu)化，并采用低導通內(nèi)阻逆變器，以提高能效。

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簡化開發(fā)過程的解決方案

為了簡化開發(fā)過程，意法半導體推出了兩種成熟的解決方案：STDES-WLC38WA和STDES-WBC86TX組成一套可穿戴應用無線充電整體解決方案，并配備PCB Gerber文件、固件、軟件、設計指南和技術說明，方便用戶開發(fā)PCB電路板，當作即插即用的設備使用。PCB面積為7mm x 7mm，特別適用于空間受限的設備。

另外，STDES-WLC38TWS是一個已有的成熟TWS（真無線立體聲）充電盒解決方案。定制線圈針對TWS外殼進行了優(yōu)化，讓用戶可以輕松構建無線充電解決方案。借助這些參考設計，開發(fā)者可以大大縮短產(chǎn)品上市時間。

提升用戶體驗的技術

無線充電的用戶體驗在很大程度上取決于充電器是否便捷好用。如果發(fā)射器和接收器對接錯位，會影響無線充電效果。意法半導體推出了一項名為“ARC（自適應整流器配置）”的專利技術，即使接收器與發(fā)射器錯位幅度高達50%，設備也能正常充電。這大大提升了用戶體驗，用戶只需將智能手表隨意放在充電器上即可完成充電。

此外，意法半導體的接收器集成電路還實現(xiàn)了反向充電功能，用戶可以把無線接收器變?yōu)闊o線發(fā)射器或充電器。例如，用戶可以使用帶有ST接收器芯片的智能手機給智能手表或另一部智能手機充電。

預合規(guī)測試解決方案

設計公司在進行Qi認證時常常面臨耗時且昂貴的問題。意法半導體提供了一個預合規(guī)測試解決方案，幫助創(chuàng)新者在設備與充電器交互和Qi標準認證上先行一步，加速產(chǎn)品上市進程。