产品应用丨从5W到50W-南芯半导体汽车无线充电方案进入多家主流车型

近年来，无线充电技术的快速普及使得应用场景一再扩大，而蓬勃的汽车产业理所当然成为了无线充电技术的新的发展赛道。现如今，大部分整车厂都设置了汽车无线充电模块，快充内卷至汽车座舱，汽车未来化离不开无线充电模块，南芯半导体一直深耕于电源管理，在消费电子和工业领域深受市场青睐，于2020年正式进入汽车领域，已正式推出如：SC8701Q/SC8101Q/SC5003Q等数款车规级芯片，通过通过AEC-Q100 Grade1 认证，覆盖功率从15W到50W, 为车载无线充电方案国产化贡献力量。

车载无线充电的原理框图如下图所示，由一颗宽电压输入的DCDC, 一颗无线充电发射端(集成Power Stage)，一颗通用MCU和一颗高压LDO 组成。无线充电发射端将IDM/VDM/ISNS信号送给MCU, MCU 根据设备端所需功率，一方面通过PWM 或者I2C 调节DCDC的 电压，一方面调节发射端内部Power Stage 的工作占空比，从而调节发射端的输出功率。这里LDO 用来给MCU 供电，是optional 选项，也可由无线充电发射端内部集成的buck来实现。

目前车载无线充电功率等级主要分为15W及40W/50W，比例约为3:1。15W 功率等级根据不同应用，前级DCDC 又可以分为buck 和buck-boost 两种拓扑。

乘用车铅酸电池电压典型值为12V，但会在9V-16V波动，因此可以分为三种情形：

(1) 部分车型的15W 无线充电应用中，当电池电压低于12V时，系统会降低无线充电模块的功率，因此前级的DCDC 用一颗buck converter 即可实现。

(2) 大部分车型的15W 无线充电应用中，要求整个电池电压波动过程中都要有15W 的功率输出，这时前级DCDC 就需要用一颗buck-boost 芯片来实现。

(3) 40W/50W 的无线充电应用中，发射端电压需要达到20V，因此也需要一个buck-boost 芯片来实现。

南芯半导体凭借多年在电源充电管理的深厚积累，已推出3款产品来覆盖这一市场：

• SC5003Q (20V Wireless Power Transmitter)

• SC8101Q (32V/5A buck-converter)

• SC8701Q (36V buck-boost controller) 

适配套方案如下：

车规级高效率无线TX– SC5003Q

SC5003Q 是南芯推出的车规级高度集成的无线功率发射机模拟前端，包含实现WPC 兼容发射机所需的所有模拟组件。同时SC5003Q 集成了高精度的Q 值检测功能，可以轻松实现异物检测功能，与发射机控制器一起创建高性能无线功率发射机，并符合WPC V1.2.4  EPP 和BPP 规范。该无线功率发射机模拟前端已通过AEC-Q100 Grade1 认证。

车规级高效率同步降压变换器– SC8101Q

SC8101Q 是一颗车规级32V/5A 同步降压变换器, 支持40V的最高绝对耐压。集成45mΩ/ 35mΩ 上下开关管和90uA 的静态电流使得其在整个负载范围内都可以获得理想的转换效率。Flip-Chip QFN 的封装，可以消除内部Bonding Wire在开关节点上带来的震荡，从而获得较好的EMI性能。

车规级高效率同步升降压控制器– SC8701Q

SC8701Q 是一颗同步4功率管buck-boost 控制器，输出电压能够高于，等于或低于输入电压，超高的转换效率能够有效提升系统的热性能。SC8701Q 支持超宽的输入及输出电压，输入电压2.7V至36V，输出电压2V至36V；采用了10V/2A MOSFE T驱动器，最大限度地使用外部MOSFET 以获得高效率。SC8701Q 支持输入电流限流，输出电流限流，过温保护以确保芯片能正常工作在各种异常情况。SC8701Q 的输出电压及输入输出电流限流可通过PWM 信号动态调整，开关频率为200KHz 至600KHz 可调，客户可灵活的依据系统需求进行相应设计。

除无线充电应用外，SC8701Q 还可应用在60W 有线快充和ADAS 的360° 环视系统的ECU 中给Camera 供电。该同步升降压控制器已通过AEC-Q100 Grade1 认证。

小 结   

目前，南芯半导体车规级无线充电芯片已正式进入多家整车厂，如：上汽通用、比亚迪、长安、现代、福特、吉利、长城、一汽红旗、一汽捷达、奇瑞、零跑汽车等主流汽车品牌。

其中：SC5003Q 适配汽车5W 前装无线充；SC5003Q+ SC8101Q/SC8721Q 适配汽车15W 前装无线充；SC8701Q，则完美适配汽车50W车载无线充。

更多车载无线充电方案，欢迎咨询。

关 于 南 芯

上海南芯半导体科技股份有限公司，成立于上海浦东张江高科技园区，是一家专注于电源和电池管理的高性能国产半导体设计公司，拥有Charge pump、DCDC、ACDC、有线充电、无线充电、快充协议、锂电保护等多条产品线，基于自主研发的升降压充电、电荷泵和GaN直驱等核心技术，推出了多款明星产品，得到业内广泛认可。

南芯能够提供从AC到电池的端到端快充完整解决方案，产品覆盖10W到200W整个范围。其中电荷泵大功率快充系列产品率先打破国外垄断，通过了国内多个知名品牌手机厂家的严苛认证，并已实现大规模稳定量产；DC/DC类产品在工业类市场取得了丰硕的成绩；无线/有线充电类产品也已经通过车规认证，打入国产汽车前装市场。

 南芯拥有强大的研发及系统团队、独立的品质管控团队、以及贴近客户的销售和支持团队，为高质量的产品开发设计保驾护航。南芯也得到了上下游产业链与资本的广泛认可与支持：OPPO、vivo、小米、中芯聚源、上海集成电路产业基金、红杉资本等先后入股成为股东，助力公司持续、快速成长以及可靠的供货保证。

南芯产品已在荣耀、OPPO、vivo、小米、联想、三星、大疆、Anker、紫米等国内外知名品牌的产品中频频亮相，并助力多款产品入驻Apple Store，证明了南芯产品在性能、品质和成本等方面的诸多优势。南芯秉承不断提高，不停创新的企业文化，致力于为客户提供高性能、高品质与高经济效益的系统解决方案。

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