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可轻松实现无线供电功能的13.56MHz无线充电模块

作者:时间:2022-05-20来源:ROHM收藏

【导读】近年来,在智能手机和智能手表等众多的应用领域,由于可以取消充电端口并提高防水和防尘性能,无线供电功能的应用越来越广泛。同样,在小型薄型设备领域,对这种非常方便的无线供电功能的需求也日益增长。另一方面,由于天线形状、尺寸和距离等因素会影响到能否实现供电功能以及供电效率,因此需要在电子设备整机上反复进行试制、调整、评估等工作之后才能实现无线供电功能,这使得天线设计和布局设计方面的开发负担非常繁重。因此,业内对于更好地通用于小型设备的无线供电标准和方式的期望值越来越高。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202205/434285.htm


无线供电方式及其特点


无线供电方式有很多种,比如磁共振方式(通过使发射端和接收端的谐振器形成磁场共振来传输电力)和电磁感应方式(利用在发射端和接收端之间产生的感应磁场来传输电力)。其中,磁共振方式的13.56MHz,因其频率高而具有可采用更小型天线的特点。


推出的模块为天线和电路板一体型模块,支持13.56MHz,可轻松实现小型薄型设备的无线供电功能。


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图1. 无线供电方式比较


支持13.56MHz高频段的模块“BP3621”和“BP3622”简介


此次介绍的“BP3621(发射端模块)”“BP3622(接收端模块)”是业内率先(截至2021年11月调查数据)使用13.56MHz频段的小型通用无线充电模块,可提供高达200mW的供电量,而且,通过优化天线/布局设计实现了约20mm~30mm见方的小尺寸模块。由于可以显著减少优化供电效率所需的试制、调整、评估等工作的开发工时,因此可以轻松实现小型薄型设备的无线供电功能。此外,内置天线还支持双向数据通信和NFC Forum Type3 Tag通信,这将有助于扩展应用产品的通信功能。


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照片1. 无线充电模块“BP3621”和“BP3622”


接下来介绍“BP3621”和“BP3622”(以下简称“本产品”)的具体功能及其效果。


可大大缩短开发周期,并轻松实现无线供电功能


本产品采用了特有的匹配调整的天线设计技术、以及可以减少布线损耗的电路板布局设计技术。作为集成了这些技术的天线和电路板一体型模块,与天线和控制电路单独配置的情况相比,可以保证馈电特性,因此无需进行天线设计、布局设计和馈电特性评估即可进行产品评估。这将显着缩短开发周期和电路板修改的设计负担,并可轻松实现无线供电功能。


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图2. 开发流程对比示意图


外壳设计的灵活性更高


本产品采用13.56MHz高频段的磁共振方式,天线尺寸更小,从而能够将天线、匹配电路和无线充电IC集成在小型电路板上,这是现有无线供电标准难以实现的。尺寸方面,发射端模块“BP3621”为35.0mm × 26.0mm × 1.5mm,接收端模块“BP3622”为24.0mm × 17.0mm × 1.5mm。另外,将所需元器件全部安装在正面,通过采用背面全平的电路板结构,使其更易于粘贴在外壳上,从而有助于简化外壳结构并提高设计灵活性。


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图3. 产品尺寸和外观


通过模块内置的天线,扩展数据通信功能


由于本产品使用与NFC通信标准相同的13.56MHz高频段,因此通过模块内置的天线可以同时支持供电和通信两种功能。可进行双向数据通信(通信速度为212kbps,最多256字节)和NFC Forum Type3 Tag通信,有助于扩展应用产品的数据通信功能,比如传感器数据、设备信息和认证信息的数据安全传输与改写、固件下载、电池输出电压值的发送等。


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图4. 无线数据通信示意图


无线充电模块采用案例


为了提高便利性并实现防水防尘功能,业内已经在研究在各种应用设备中内置无线充电模块。对于无线连接正在逐渐成为标配的电脑键盘而言,可以说是一个很好的应用案例,因为可以省去更换电池和通过数据线连接充电的麻烦。通过从内置供电模块的平板电脑向内置电力接收模块的移动键盘供电,可以实现无需更换电池、无需充电的完全无线键盘。


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图5. 应用案例 


本产品还适用于要求防水和防尘的设备,例如电子货架标签和GPS跟踪器等应用。电力接收模块的重量仅为0.38g,因此在某些案例中,通过安装无线充电模块,就可以使用更小容量的电池,有助于减轻电子设备的重量。预计本产品在未来将会扩大应用到更多案例中。


提供应用指南,为客户设计提供大力支持


在官网上发布了应用指南,致力于进一步为客户轻松实现无线充电功能并缩短开发周期贡献力量。在应用指南中,提供了作为主要功能的电源功能和通信功能的设置条件、以及使用连接方法等内容。今后,ROHM还计划扩大评估板等产品的阵容,进一步强化支持体系,以促进无线充电模块的普及。


1652356589118736.jpg图6. 应用指南


结语


未来,ROHM将继续扩充外形小巧、输出功率高的无线充电模块产品阵容,进一步拓展应用领域,扩大适用的目标设备范围,为减少客户的设计开发周期和提高应用产品的便利性做出贡献。


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图7. 产品阵容


【关于罗姆(ROHM)】


罗姆(ROHM)成立于1958年,由起初的主要产品-电阻器的生产开始,历经半个多世纪的发展,已成为世界知名的半导体厂商。罗姆的企业理念是:“我们始终将产品质量放在第一位。无论遇到多大的困难,都将为国内外用户源源不断地提供大量优质产品,并为文化的进步与提高作出贡献”。


罗姆的生产、销售、研发网络分布于世界各地。产品涉及多个领域,其中包括IC、分立式元器件、光学元器件、无源元器件、功率元器件、模块等。在世界电子行业中,罗姆的众多高品质产品得到了市场的许可和赞许,成为系统IC和先进半导体技术方面的主导企业。


【关于罗姆(ROHM)在中国的业务发展】


销售网点:起初于1974年成立了罗姆半导体香港有限公司。在1999年成立了罗姆半导体(上海)有限公司, 2006年成立了罗姆半导体(深圳)有限公司,2018年成立了罗姆半导体(北京)有限公司。为了迅速且准确应对不断扩大的中国市场的要求,罗姆在中国构建了与总部同样的集开发、销售、制造于一体的垂直整合体制。作为罗姆的特色,积极开展“密切贴近客户”的销售活动,力求向客户提供周到的服务。目前在中国共设有20处销售网点,其中包括香港、上海、深圳、北京这4家销售公司以及其16家分公司(分公司:大连、天津、青岛、南京、合肥、苏州、杭州、宁波、西安、武汉、东莞、广州、厦门、珠海、重庆、福州)。并且,正在逐步扩大分销网络。


技术中心:在上海和深圳设有技术中心和QA中心,在北京设有华北技术中心,提供技术和品质支持。技术中心配备精通各类市场的开发和设计支持人员,可以从软件到硬件以综合解决方案的形式,针对客户需求进行技术提案。并且,当产品发生不良情况时,QA中心会在24小时以内对申诉做出答复。


生产基地:1993年在天津(罗姆半导体(中国)有限公司)和大连(罗姆电子大连有限公司)分别建立了生产工厂。在天津进行二极管、LED、激光二极管、LED显示器和光学传感器的生产,在大连进行电源模块、热敏打印头、接触式图像传感器、光学传感器的生产,作为罗姆的主力生产基地,源源不断地向中国国内外提供高品质产品。


社会贡献:罗姆还致力于与国内外众多研究机关和企业加强合作,积极推进产学研联合的研发活动。2006年与清华大学签订了产学联合框架协议,积极地展开关于电子元器件先进技术开发的产学联合。2008年,在清华大学内捐资建设“清华-罗姆电子工程馆”,并已于2011年4月竣工。2012年,在清华大学设立了“清华-罗姆联合研究中心”,从事光学元器件、通信广播、生物芯片、SiC功率器件应用、非挥发处理器芯片、传感器和传感器网络技术(结构设施健康监测)、人工智能(机器健康检测)等联合研究项目。除清华大学之外,罗姆还与国内多家知名高校进行产学合作,不断结出丰硕成果。


罗姆将以长年不断积累起来的技术力量和高品质以及可靠性为基础,通过集开发、生产、销售为一体的扎实的技术支持、客户服务体制,与客户构筑坚实的合作关系,作为扎根中国的企业,为提高客户产品实力、客户业务发展以及中国的节能环保事业做出积极贡献。




关键词: ROHM 无线充电

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