芯耀
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在電子設(shè)備日益追求無繩化的今天，無線充電技術(shù)已成為智能手機、智能穿戴等產(chǎn)品的標配功能。而實現(xiàn)這一功能的核心，離不開高性能的發(fā)射端控制芯片。英集芯IP6808作為一款兼容WPC Qi v1.2.4標準的無線充電發(fā)射端SoC芯片，憑借其高集成度和靈活的電路設(shè)計，成為10W以下無線充電方案的優(yōu)選之一。本文將深入解析其電路圖設(shè)計要點，幫助工程師和愛好者理解其工作原理與應用場景。
一、IP6808的核心架構(gòu)與功能亮點
IP6808的“大腦”角色由片內(nèi)集成的全橋驅(qū)動電路和雙路ASK通訊解調(diào)模塊擔當。全橋驅(qū)動相當于無線充電系統(tǒng)的“發(fā)動機”，負責將直流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，驅(qū)動線圈產(chǎn)生交變磁場；而電壓與電流兩路ASK解調(diào)模塊則像“翻譯官”，實時解析接收端（如手機）通過磁場調(diào)制發(fā)送的通訊信號，確保功率傳輸?shù)木珳势ヅ?。這種高度集成的設(shè)計，不僅縮小了PCB面積，還顯著降低了BOM成本——好比將原本需要多個房間的功能壓縮到一個智能家居中控里。
兼容性上，IP6808支持5W基礎(chǔ)功率、蘋果7.5W私有協(xié)議以及三星10W快充，覆蓋主流設(shè)備需求。其內(nèi)置的Qi v1.2.4標準認證機制，如同為充電器配備了一張“通用通行證”，避免了兼容性糾紛。
二、電路圖設(shè)計的關(guān)鍵模塊解析
- 功率傳輸鏈路：從直流到磁場的轉(zhuǎn)化
典型的IP6808應用電路包含輸入電源管理、全橋逆變、LC諧振和通訊解調(diào)四部分。以5W-10W無DCDC設(shè)計為例，輸入電壓直接經(jīng)全橋轉(zhuǎn)換為高頻方波，通過LC諧振電路（線圈與電容組合）耦合至接收端。這一過程類似用琴弓摩擦琴弦產(chǎn)生振動，而LC諧振電路就是調(diào)音師，確保磁場頻率精準落在100-205kHz的Qi標準范圍內(nèi)。
- ASK解調(diào)外圍電路：無聲的對話
電壓解調(diào)電路通常采用分壓電阻與濾波電容網(wǎng)絡(luò)，捕捉接收端對線圈電壓的微小調(diào)制；電流解調(diào)則通過采樣電阻監(jiān)測線圈電流變化。兩者如同監(jiān)聽兩種不同頻段的電臺，即使存在環(huán)境噪聲（如手機金屬外殼干擾），也能準確識別指令。設(shè)計時需注意采樣走線盡量短且對稱，避免引入額外阻抗——好比麥克風線過長會拾取雜音。
三、Layout設(shè)計：看不見的性能守衛(wèi)者
PCB布局對無線充電系統(tǒng)的影響，堪比城市地下管網(wǎng)對供水效率的制約。以下是IP6808的三大Layout黃金法則：
- 功率地（PGND）與信號地（SGND）分治：大電流路徑（如全橋驅(qū)動）與敏感信號（如解調(diào)電路）的地平面需物理隔離，并通過單點連接，防止“臟地”噪聲干擾通訊。
- 熱管理優(yōu)先布局：全橋MOSFET應靠近芯片放置，并預留足夠的銅箔散熱面積，避免持續(xù)工作時的溫升導致效率下降——如同給高速運轉(zhuǎn)的CPU配備散熱鰭片。
- 線圈走線對稱性：差分驅(qū)動信號需等長布線，否則會導致磁場中心偏移，降低耦合效率。
四、靈活應用的電路變體
針對不同成本與效率需求，IP6808支持多種拓撲結(jié)構(gòu)：
- 無DCDC的簡約方案：直接利用輸入電壓驅(qū)動，適合對體積敏感的可穿戴設(shè)備充電座，但輸入電壓波動時效率較低。
- 帶DCDC的優(yōu)化方案：通過Buck電路穩(wěn)定輸入電壓，如同為電動機加裝變頻器，在寬電壓輸入下仍保持高效，常見于車載無線充電器。
五、實戰(zhàn)案例：利行者的10W發(fā)射器設(shè)計
某廠商基于IP6808的10W方案中，創(chuàng)新性地采用雙層堆疊線圈設(shè)計，通過跳線切換串聯(lián)/并聯(lián)模式，兼顧小體積與大功率需求。其原理圖顯示，解調(diào)電路額外增加了TVS二極管防護，應對手機放置瞬間的電壓尖峰——相當于為電路安裝了“避雷針”。
未來，隨著Qi標準迭代和氮化鎵器件的普及，IP6808這類高集成度芯片將進一步推動無線充電的微型化與高效化。對于開發(fā)者而言，吃透電路圖細節(jié)與Layout規(guī)范，方能釋放這顆芯片的全部潛力。
