CXLB73377C 15W无线功率发射器 | WPC qi V1.3 | 集成H桥 | I2C | WQFN-48L - 嘉泰姆电子

CXLB73377C 15W无线功率发射器 | WPC qi V1.3 | 集成H桥 | I2C | WQFN-48L - 嘉泰姆电子

产品型号:CXLB73377C
产品类型:无线充电IC
产品系列:无线充电解决方案接收器
产品状态:量产
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产品简介

CXLB73377C 15W无线功率发射器,符合WPC qi V1.3标准,集成H桥功率级,支持LP-A11/MP-A5/MP-A11方案,内置DC-DC控制器,电流检测,FOD,风扇控制,蜂鸣器,LED,I2C接口,WQFN-48L封装。嘉泰姆电子提供方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)17V
输出电压 (VOUT)15V
输出电流 (IOUT)2A
工作频率1MHz
转换效率95%
封装类型WQFN6x6-48
Type无线充电解决方案发射器
Output power15W
Efficiency0.95
Charge protocolWPC 1.2.4
CommunicationQC2.0 QC3.0
Protection过压/过流/过热
Coil type单线圈/多线圈
Features1.8V LDO PMU;3.3V LDO PMU;5V Buck PMU;Aux ADC Input;Buck-boost controller;Current sensing amplifier;Die Temperature Sensor;I2C Master;I2C Slave;LED driver;OCP;OTP;OVP;QC Interface
Application无线充电解决方案发射器

产品详细介绍

CXLB73377C 15W无线功率发射器
WPC qi V1.3 | 集成H桥 | 支持LP/MP方案 | I2C | WQFN-48L

版本:Rev 1.0 | 2026年7月 | 型号:CXLB73377C | 封装:WQFN-48L(6x6mm)

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的 CXLB73377C 是一款高度集成且可扩展的无线功率发射器方案,完全符合WPC(无线充电联盟)qi V1.3标准。该芯片支持 低功率(LP)中功率(MP) 两种配置,可适配WPC LP-A11、MP-A5及MP-A11等多种发射器类型。内部集成 H桥功率级电流检测放大器,在低功率应用中可由USB或5V适配器直接供电;同时支持外部功率级,适用于中功率15W应用。芯片内置 32位微处理器DC-DC控制器(可配置为Buck或Boost)、异物检测(FOD)风扇控制蜂鸣器LED指示 以及 I2C接口,为无线充电系统提供完整的解决方案。采用 WQFN-48L(6x6mm) 封装,是智能手机、平板、可穿戴设备及医疗工业设备的理想选择。

核心优势: WPC qi V1.3合规 | 15W输出 | 集成H桥功率级 | 内置DC-DC控制器 | 电流检测放大 | FOD异物检测 | 风扇/蜂鸣器/LED指示 | I2C接口 | 看门狗定时器 | WQFN-48L封装。

1. 产品概述与市场定位

CXLB73377C是一款面向无线功率发射端的高集成度单芯片解决方案,支持WPC qi V1.3标准,可覆盖从5W低功率到15W中功率的应用需求。芯片内部集成了H桥功率逆变器、电流检测放大器、DC-DC控制器(Buck/Boost可配置)、32位MCU以及丰富的I/O接口。在低功率模式下,内部H桥直接驱动发射线圈,BOM极简;在中功率模式下,可外接功率级,配合内部DC-DC控制器实现高效的功率传输。芯片内置的电流检测和FOD功能确保系统安全,可编程的LED和蜂鸣器提供用户交互反馈,I2C接口支持与外部主机通信。CXLB73377C采用WQFN-48L(6x6mm)封装,适用于手机、平板、可穿戴设备以及医疗和工业领域的无线充电发射端设计。

2. 主要特点与技术亮点

WPC qi V1.3标准兼容
15W输出支持LP/MP方案
集成H桥内部功率级
外部功率级灵活扩展
DC-DC控制器Buck/Boost可编程
电流检测无需电流互感器
FOD功能异物检测
I2C接口主机控制
  • 标准兼容:完全符合WPC qi V1.3规范,支持LP-A11、MP-A5及MP-A11等多种发射器类型。
  • 高集成度:集成H桥功率级、电流检测放大器、DC-DC控制器、MCU、ADC及多种I/O,减少外部元件。
  • 灵活功率配置:内部H桥适用于5W低功率应用;外部H桥搭配DC-DC控制器可支持15W中功率应用。
  • 高效DC-DC控制:内置Buck/Boost控制器,可编程频率(400kHz~1200kHz)和占空比,优化系统效率。
  • 精准电流检测:内置差分电流检测放大器,支持外部电流检测电阻,无需电流互感器,降低成本。
  • 异物检测(FOD):通过检测输入电流和线圈电压,配合外部NTC热敏电阻,实现精确的FOD保护。
  • 丰富指示接口:2个开漏LED驱动(可编程)、1个蜂鸣器输出,支持状态指示和声音通知。
  • I2C通信接口:支持主机读写寄存器,实时控制发射器状态和读取ADC数据。
  • 低功耗模式:睡眠模式电流仅0.35mA,支持"Off"状态唤醒I/O引脚,适配待机场景。
  • 全面保护:输入欠压锁定(UVLO)、过温保护(OTP,125度关断,迟滞10度)、过流保护等。

3. 引脚配置与功能说明

图1. CXLB73377C 引脚封装图(WQFN-48L,6x6mm,顶视图)

48引脚WQFN,6x6mm,底部散热焊盘。关键引脚:PVDD(H桥电源)、SW1/SW2(H桥开关节点)、BST1/BST2(自举)、CS+/CS-(电流检测)、LVDET(线圈电压检测)、LCDET(线圈电流检测)、THERM(NTC温度检测)、LED0/LED1(LED驱动)、BUZZ(蜂鸣器)、SSCLK/SSDAT(I2C)、EN(使能)、CLKIN(晶振输入)等。

CXLB73377C主要引脚包括:PVDD(H桥电源输入)、SW1/SW2(H桥开关节点,连接发射线圈)、BST1/BST2(高侧MOSFET自举,外接电容)、CS+/CS-(电流检测差分输入)、LVDET(线圈电压检测)、LCDET(线圈电流检测)、THERM(NTC热敏电阻输入)、LED0/LED1(开漏LED输出)、BUZZ(蜂鸣器驱动)、LSEL0~LSEL2(线圈选择)、SSCLK/SSDAT(从I2C)、SMDAT/SMCLK(主I2C)、EN(使能)、CLKIN(晶振输入)、FOD1/FOD2(FOD阈值设定)、ILIM(电流限制设定)等。详细引脚定义见数据手册。

4. 极限参数与电气特性

极限参数(Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
VAIN, VPIN, SW5, PVDET, SWP, LG, PFBK, CS+, CS- 模拟/功率引脚 -0.3 20 V
HG 高侧栅极驱动 -0.3 25 V
PVDD, SW1, SW2 H桥电源 -0.3 13.2 V
LVDET, LCDET, THERM, CLKIN, FOD1, FOD2, ILIM, MLED, LED0, LED1, VDD5, V5FB, GD5V 逻辑/模拟引脚 -0.3 5.5 V
PBST-SWP, BST1-SW1, BST2-SW2 自举差分 -0.3 5.5 V
LSEL0~2, I2C, UART, EN, BUZZ, VD1P8 数字引脚 -0.3 1.98 V
TJ 结温 - 150 °C
TSTG 存储温度 -65 150 °C
ESD(HBM) 人体模型 - 2 kV
PD(TA=25°C) 功耗 - 3.73 W
θJA 热阻 - 26.8 °C/W
推荐工作条件
参数 最小值 典型值 最大值 单位
VAIN输入电压 5 - 19 V
PVDD电压 5 - 12 V
环境温度 -40 - 85 °C
结温 -40 - 125 °C
关键电气特性(典型值,TA=25°C)
参数 条件 典型值 单位
VAIN UVLO阈值(上升沿) - 3.15 V
UVLO迟滞 - 300 mV
工作静态电流(无线圈,200kHz开关) - 2 mA
待机电流(Pinging) - 15 mA
睡眠电流(无Pinging) - 0.35 mA
VA3P3 LDO输出 负载20mA 3.3 V
VA1P8 LDO输出 负载40mA 1.8 V
H桥内部FET导通电阻 - 0.16 Ω
PWM频率范围(H桥) - 110-300 kHz
DC-DC开关频率(Buck) 可编程 500 kHz
OCP调节范围 步进200mA 0.2-6 A
热关断阈值 - 125 °C
热关断迟滞 - 10 °C

5. 工作原理与设计指导

5.1 内部电源管理

芯片内部包含完整的电源管理系统:一个5V Buck转换器(可由外部输入或内部产生)、一个3.3V LDO和一个1.8V数字LDO,分别为模拟电路、I/O和核心逻辑供电。VAIN输入范围为5V~19V,支持USB或AC适配器供电。

5.2 DC-DC功率路径控制器

内置DC-DC控制器可配置为Buck或Boost模式,为H桥功率级提供稳定的直流母线电压。该控制器具有可编程开关频率(400kHz~1200kHz)、电流限制和反馈调节,适用于中功率(15W)发射器设计,可配合外部功率MOSFET实现高效功率转换。

5.3 H桥功率逆变器

H桥逆变器将直流功率转换为交流功率驱动发射线圈,支持100kHz~500kHz宽频率范围。在低功率应用中,直接使用内部集成的H桥MOSFET(RON约0.16Ω);在中功率应用中,可通过HG/LG引脚驱动外部功率级,实现更大电流输出。

5.4 电流检测与FOD

芯片内置差分电流检测放大器,通过CS+和CS-引脚连接外部电流检测电阻,实时监测输入电流。结合LVDET(线圈电压检测)和LCDET(线圈电流检测),MCU可精确计算输入功率,实现异物检测(FOD)功能,符合WPC V1.3安全要求。

5.5 温度管理与保护

THERM引脚可外接NTC热敏电阻,实现外部温度监测,支持可编程阈值告警。内部过温保护(OTP)在结温超过125度时关断功率级,迟滞10度后自动恢复。此外,芯片还提供输入欠压锁定(UVLO)和过流保护。

5.6 指示与通知

两个开漏LED驱动(LED0/LED1)可编程用于状态指示(如充电、故障、待机)。一个BUZZ引脚可驱动蜂鸣器,用于声音通知(如设备放置成功、充满提醒等)。

5.7 I2C与UART接口

芯片提供I2C从接口(SSCLK/SSDAT)用于与外部主机通信,支持高达400kb/s,可实现实时参数配置和状态读取。另提供UART接口(UATX/UARX)用于调试或扩展通信。

5.8 可编程配置

通过LSEL0~LSEL2引脚选择线圈类型,FOD1/FOD2和ILIM引脚可设定FOD阈值和电流限制。MLED引脚选择LED模式。所有配置均可通过I2C进行软件编程,灵活性极高。

6. 典型应用电路

典型应用电路
图2. 典型应用电路(5V USB/适配器供电,LP-A11/MP-A2高性能发射器)

外围元件:发射线圈(符合WPC A11/A5/A11标准)、谐振电容、电流检测电阻(如10mΩ)、输入滤波电容、BST自举电容(0.1μF)、NTC热敏电阻、LED指示灯、蜂鸣器、晶振(可选)、I2C上拉电阻等。详细电路参考数据手册图1和图2。

7. PCB布局建议

  • 功率路径:PVDD、SW1/SW2、线圈等大电流走线尽量短而宽,减小寄生电阻和电感。
  • 电容放置:PVDD、VAIN、VPIN、VDD5等电源的滤波电容尽量靠近芯片引脚,降低ESL。
  • 电流检测:CS+和CS-差分走线直接从检测电阻两端引出,避免大电流噪声干扰。
  • 地线处理:功率地和模拟地分开,在散热焊盘处单点连接。Exposed Pad需大面积接地并多过孔散热。
  • 晶振走线:CLKIN晶振走线应短而直,远离功率噪声源。
  • 散热设计:WQFN-48L封装θJA=26.8°C/W,TA=25°C时最大功耗3.73W,需保证足够的铜箔散热面积。

8. 智能手机15W无线充电发射设计实例

目标:设计一款兼容WPC qi V1.3的15W无线充电发射器,输入12V适配器,支持MP-A11线圈。

  • 拓扑选择:使用外部H桥功率级(外接MOSFET)和内部DC-DC Buck控制器,将12V降压至合适的母线电压(如10V)驱动H桥。
  • 频率设置:H桥PWM频率设为200kHz,DC-DC频率设为500kHz。
  • 电流检测:选用10mΩ检测电阻,CS+和CS-差分走线。
  • FOD配置:通过FOD1/FOD2引脚设定阈值,并利用THERM外接NTC监测线圈温度。
  • 指示与通知:LED0(绿色)指示充电中,LED1(红色)指示故障,BUZZ连接蜂鸣器提示放置成功。
  • I2C通信:连接主机MCU,实时读取ADC数据(输入电流、电压、温度)和控制发射功率。
  • 保护设置:启用UVLO、OTP(125度)、过流保护(6A),确保系统安全。
设计支持: 嘉泰姆电子提供CXLB73377C评估板、参考设计及FAE技术支持,助力客户快速完成产品开发。

9. 订购信息与技术支持

CXLB73377C采用WQFN-48L(6x6mm)封装,无铅、RoHS合规。提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持。

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