原标题：ST STWLC04+ STWBC-WA 1W无线充电系统解决方案

　　STWBC-WA是意法半导体的无线电池充电器发射器应用，针对穿戴式使用进行了优化。借助5V的原生电源，STWBC-WA器件非常适合使用USB电源供电。

　　无线电池充电系统通过在传送垫或加密狗(TX)和诸如智能手表或运动装备的电池供电单元(RX)之间的电磁感应取代了传统的电源电缆。

　　功率发射器单元负责控制发射线圈并产生由接收器单元请求的正确功率量。接收机单元通过受控的电阻或电容插入来调制发射机载波，从而连续地向发射机提供所请求的正确功率电平。由于减少了能源浪费，产生正确的功率数量可确保最高水平的端到端效率。它还有助于保持较低的工作温度。

　　数字无线电池发射器可以通过调制频率，占空比或线圈输入电压来适应线圈传输的能量。

　　STWBC-WA主要特性

　　无线电池充电器发射器的数字控制器

　　针对<3 W应用进行了优化

　　智能手表和医疗保健

　　物联网(IoT)电池供电的智能设备

　　遥控器

　　带集成驱动器的经济高效的半桥拓扑

　　3 W应用的可选全桥配置

　　VIN范围：3V~5.5V

　　支持USB VIN

　　主动存在检测器

　　通过图形界面进行参数化定制

　　2个固件选项

　　快速设计的交钥匙解决方案

　　可用于应用程序自定义的API

　　外设可通过API

　　ADC，具有10位精度

　　UART

　　I2C主速快/慢速率

　　GPIO

　　内存

　　具有读同时写入(RWW)和纠错码(ECC)的闪存和EEPROM，

　　程序存储器：32KB闪存;数据保留：在25℃下进行10个周期后，在85℃下存储15年

　　数据存储器：1Kbyte真数据EEPROM;数据保留：在85℃下进行100个周期后，在85℃下存储15年

　　RAM：6KB

　　图1.无线充电系统架构图

　　图2 STWBC-WA无线功率发送器框图

　　基于Qi的1W无线功率接收器STWLC04

　　STWLC04是一款集成型无线电源接收器，适用于可穿戴应用。该器件设计用于基于Qi协议的1瓦功率传输，具有数字控制和精确的模拟控制环路，确保稳定运行。I2C接口允许高度的定制，其设置可以存储在嵌入式非易失性存储器中。

　　STWLC04可以以两种模式提供输出功率：作为配置输出电压的电源或作为简单的CC / CV电池充电器，具有可配置的充电电流，充电电压和终止电流。STWLC04可以检测外部(有线)电源连接并驱动外部电源开关。

　　STWLC04是一款先进的集成式接收器IC，适用于可穿戴应用中的无线电源收发器(为1W应用进行了优化)。它用作具有稳定输出电压(通常为5 V)的电压源，也可以重新配置为简单的电池充电器模式(CC/CV )直接对锂离子电池或锂离子聚合物电池充电。STWLC04可以完全自主运行或通过I2C由主机系统控制。

　　STWLC04主要特性

　　1W输出功率

　　Qi1.1无线标准通信协议为基础

　　集成高效同步整流器

　　800kHz可编程降压转换器，具有输入电流和输入电压调节环路

　　降压转换器效率高达90%

　　简化的锂离子/聚合物充电器功能

　　32位，16MHz嵌入式微控制器，具有16kB ROM和2kB RAM内存

　　用于定制的2kB NVM

　　用于外部电源开关的集成驱动器

　　接收功率计算的精确电压和电流测量

　　I2C接口

　　可配置GPIO输出

　　Rx线圈NTC保护

　　热保护

　　低功耗耗散整流器过压钳位

　　倒装芯片77个凸块(3.12mm×4.73mm)

　　STWLC04应用

　　可穿戴应用程序

　　智能手表

　　眼镜

　　医疗和医疗仪器

　　图3.STWLC04框图

　　图4 STWLC04应用电路图

　　采用STWBC-WA和STWLC04的1W可穿戴无线电源系统STEVAL-ISB038V1

　　STEVAL-ISB038V1是一款无线电池充电器评估套件，专为超小型电池供电设备设计，如可穿戴装置，智能手表，物联网传感器，医疗设备。

　　该套件支持在接收器侧的11毫米线圈和发射器侧20毫米的无线功率传输1瓦特的功率。套件配置在接收器端提供1瓦的功率。

　　该套件配置为支持低功耗(1W)应用。该套件可通过更宽的线圈或通过切换到变送器上的全桥配置支持高达3W的应用。

　　STWBC-WA发射器基于具有成本效益的半桥拓扑(全桥可选)提供了一个强大的软件API的灵活性，允许修改LED和GPIO的行为，以及通过I2C添加外部接口和UART通信端口。

　　STWLC04专注于基于Qi数字控制的1W协议，精确的模拟控制环路确保稳定工作。I2C接口允许在器件中定制许多参数，并且此配置可以存储在嵌入式NVM存储器中。

　　STWLC04接收器可以在以下模式下提供输出功率

　　作为配置输出电压的电源

　　作为具有可配置充电电流和电压的CC/CV电池充电器

　　完整的套件包括STWBC-WA演示板、STWLC04演示板、所述图形接口用于监视所述发射器行为原理图、布局文件和材料清单。

　　图5 1W可穿戴无线电源系统STEVAL-ISB038V1外形图

　　1W可穿戴无线电源系统STEVAL-ISB038V主要特性

　　可穿戴套件特点

　　接收器上的11mm线圈

　　发送器上的20mm线圈

　　接收机侧输出1瓦功率

　　USB 5V输入

　　可选的异物检测(FOD)功能

　　用于监视行为的图形界面

　　总参考设计

　　符合RoHS标准

　　STWBC-WA无线电源发射器

　　具有集成驱动器的高性价比半桥拓扑

　　3W应用的可选全桥配置

　　主动存在探测器

　　2层PCB，便于设计

　　交钥匙解决方案或通过API可自定义

　　通过图形界面进行参数化定制

　　图6 STEVAL-ISB038V1T发送器控制级

　　表1 STEVAL-ISB038V1T发送板材料清单

　　表2 STEVAL-ISB038V1T接收板材料清单