Holtek Wireless Charging Solutions: Holtek hat applikationsspezifische Mikrocontroller im Angebot, die alle wichtigen Features für ein Wireless Power Transmitter bzw. Wireless Power Receiver Design beinhalten. Dies sind Peripherien wie eine Demodulations-Funktion und PWM Funktion mit einstellbarer Totzeit für den Transmitter oder die Gleichrichter- und Modulationsfunktionen für den Empfänger.
Außerdem stellt Holtek Qi zertifizierte Referenz Designs zur Verfügung. Aktuell für 5W Anwendungen.
Das Laden batteriebetriebener Geräte ohne Kabel-Verbindung ist für viele Anwendungen interessant. Mit Fokus auf das Laden von Smartphones wurde vom Wireless Power Consortium schon vor Jahren der Qi (ausgesprochen „tschi“) Standard definiert. Mit einer Leistungsübertragung von 5W-15W ist der Standard jedoch auch für viele andere portable Geräte geeignet.
Der Standard stellt sicher, dass alle Qi zertifizierten Geräte miteinander kompatibel sind – unabhängig von Hersteller, Standardversion sowie weiteren Faktoren – um eine hohe Anwenderfreundlichkeit zu garantieren. Auf der anderen Seite gewährleistet der Standard auch die Sicherheit der Geräte und Anwender. Schutzmaßnahmen wie „Heat Shielding“ oder „Foreign Object Detection“ sind hier definiert und müssen von jedem zertifizierten Gerät eingehalten werden.
Der Standard regelt die physikalischen Eigenschaften der Leistungsübertragung und Kommunikation zwischen Leistungsempfänger und Leistungstransmitter, sowie die System-Komponenten, die der Leistungsempfänger bzw. Leistungstransmitter aufweisen muss.
Ausführliche Infos zum Qi Standard sind auf der Webseite des Wireless Power Consortium zu finden.
Holtek hat aktuell zwei Wireless Charger Transmitter MCUs und eine Receiver MCU im Portfolio. Die HT66FW2230/2250 (TX) und BP66FW1242 (RX) Controller unterstützen alle 5W Qi Wireless Power Designs.
Die neuere HT66FW2350 Transmitter MCU eignet sich darüber hinaus auch für 15W Designs, die von Qi Seite mit dem Extended Power Profile laufen. In dieser MCU ist unter anderem die vom Standard für den Transmitter geforderte FSK Modulations-Funktion für die bidirektionale Kommunikation integriert. Vorteil ist außerdem die zweite Demodulationsschaltung innerhalb der MCU. Somit kann sowohl die Spannungs- sowie Stromdemodulation direkt realisiert werden.
Der HT66W2230 beinhaltet nur eine Demodulationsschaltung. Somit muss beispielsweise die Stromdemodulation über externe Operationsverstärker realisiert werden.
Der BP66FW1242 Receiver Controller hat zudem noch eine Ladefunktion für Lithium-Polymer Zellen integriert, die entsprechende Designs weiter vereinfacht. Diese liefert bis zu 1A Ladestrom.
Das Wireless Charging Transmitter Referenz Design von Holtek basiert auf dem HT66FW2230 und ist somit für 5W Designs ausgelegt. Das Design ist Qi zertifiziert und bietet neben der Leistungssteuerung Features wie Foreign Object Detection (FOD), Überspannungs- und Unterspannungserkennung, Überstrom- und Übertemperatur Erkennung. Zusätzlich sind LEDs als Statusindikatoren integriert.
Die Design Unterlagen sind auf der entsprechenden Website von Holtek verfügbar.
Hier ist der Schaltplan, PCB-Dateien und auch die Software zu finden. Die Software ist sowohl als Source Code im Assembler Format vorhanden, als auch als Binary File.
Somit kann das Design kundenspezifisch angepasst werden. Holtek bietet Kunden Unterstützung beim Zertifizierungsprozess, um diesen zu beschleunigen und die Zeit zur Markteinführung Ihrer Produkte zu verkürzen.
Das Wireless Charging Receiver Referenz Design von Holtek basiert auf der MCU BP66FW1242 und ist ebenfalls für 5W ausgelegt. Das Design wurde in Form eines Ladeetui für ein Wireless Headset realisiert. Der Akku des Ladeetuis kann drahtlos oder über USB geladen werden. Auch dieses Design ist Qi zertifiziert und beinhaltet alle dafür relevanten Funktionen.
Der Lade- und Entladestrom wird über einen externen Widerstand und den integrierten ADC gemessen. Dies ermöglicht die Überwachung des Ladezustands des Akkus und somit ein sicheres Lade- bzw. Entlade-Management.
Zudem ist auch ein softwarebasierter Coulomb-Zähler unter Nutzung des ADCs und RTCs sowie eine Bluetooth Funktion, auf Basis der Holtek BC7161 Bluetooth MCU, implementiert. Hiermit lässt sich der Ladezustand des Ladeetuis per Smartphone App anzeigen. Zusätzlich wird dieser auch an den Status LEDs des Ladeetuis sichtbar.
Die Smartphone App zum Auslesen des Akkuzustands ist sowohl für iOS als auch Android verfügbar.
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