【Boceive】基於易沖 CPS4057 的 WPC 50W Max 無線充電接收端方案

一、 Boceive 方案介紹

1. 應用場景描述

近年來，無線充電功能逐漸被應用到各種便攜型智能設備中。作為無線充電技術和創新的全球領導者，易沖無線充電科技有限公司是國際無線充電盟 WPC 共同創始人之一，也是全球第一家推出兼容 QI 標準產品的公司。
易沖推出的 CPS4057 公版平台是一個高效的，符合 QI 協議的無線充電接收/發送集成系統. 接收端方案兼容 Qi-BPP/QI-EPP 標準, 提供 5W/10W/15W/50W 輸出功率測試。發射端方案支持輸入電壓 5-10V，提供 5W 輸出功率。
同時，它有原廠提供配套的 E-link 燒錄器，通過 I2C 進行通信。原廠提供的官方 GUI 使得該款開發板簡單易用，寄存器內容清晰明了、容易獲得，部分寄存器內容可讀可寫，方便調試。

2.方案簡介

Boceive支持雙向無線充電，可在接收或發射模式下工作。

1.1 RX模式 

在接收（Rx）模式下，交流無線電源由集成全波同步整流器從 AC1/AC2 引腳接收。整流直流電壓/能量存儲在連接到 VRECT 引腳的電容上，電容還用作低通濾波器，以減少 VRECT 上的波紋電壓。然後，集成 LDO 將為後續系統負載（如充電器）提供可編程、可調節的輸出電壓 VOUT 。

1.2 TX模式

CPS4057 還支持發射（Tx）模式。為了使用單晶片解決方案實現反向無線充電，CPS4057 模塊將在Tx模式下重新使用或重新配置。CPS4057 應將 LDO 設置為旁路模式，並將整流器功率FET重新用作 DC-AC 轉換的功率逆變器。出於通信目的，將啟用 ASK 去調製電路。電壓/電流傳感用於電壓/電流檢測和 FOD 檢測。

二、 操作方法與功能測試

1.GUI 操作方法 

1.1. 軟體安裝環境

軟體支持 Win7/Win8/Win10，配合 E-Link 使用，CPS4057GUI 版本為 V2.0.0，E-Link 固件版本為 V1.8.4(硬體 2.0)/V2.1.7(硬體 2.1) 及以上版本。 

1.2. 硬體連接環境

使用 E-Link 按照接線指引完成目標板的連接，若使用外部電源供電，則不接 5V。

 

圖1.2.1 E-link 實物

 

圖1.2.2  DEBUG 接線方式

2.GUI 操作界面介紹

2.1. E-Link 版本信息

CPS4057GUI 運行時會自動檢測並連接 E-Link，如圖 2.1.1 所示。

 

圖 2.1.1 Elink 軟體版本信息

 

2.2. 基本操作界面

此功能頁面主要實現 Rx/Tx 模式下寄存器的讀寫，界面如圖 2.2.2 所示。

 

圖 2.2.2 Basic 界面

 

Basic 界面各功能塊定義：

a、 連接 IC, 如果要執行其他任何操作，請首先單擊“Connect”（燒錄程序時，若無外部供電，則需要先點擊 b，打開 E-Link 的 5V 供電）；

b、 打開/關閉 E-Link 的 5V 供電；

c、 IC 工作模式讀取（Rx mode/Tx mode） 

d、 CPS4057 Rx 模式下的寄存器讀取：

• Vout：Rx 輸出電壓 ADC 值
• Vrect：Rx 整流輸出電壓 ADC 值
• Iout: Rx 輸出電流 ADC 值
• Freq：Rx AC 頻率
• Die_TMP：IC 溫度
• SSP:SS packet 值
• CEP:CE packet 值
• RPP:RP packet 值

e、 輸出電壓設定(~20mV/step).

f、 發送 EPT packet

g、 Tx VPA 電壓設定（Rx 50W 測試）：

• Rx set TX VPA 9V:發送特殊包“0x38 0x23 0x28 0x23” 提高 Tx 供電電壓,

並將 Vout 設置為 9V。

• Rx set Tx VPA 15V: 發送特殊包“0x38 0x23 0x98 0x3A” 提高 Tx 供電電壓,

並將 Vout 設置為15V。

 

圖 1-3 Tx-Rx 50W 工作流程

 

h、 發送 ASK 透傳包

i、 CPS4057 Tx 模式下的寄存器讀取：

• Vrect：Tx 輸入電壓 ADC 值
• Irect: Tx 輸入電流 ADC 值
• Die_TMP: IC 溫度
• FOP_VAL: Tx AC 頻率
• PING_Freq: Tx ping 頻率
• CEP: CE packet 值
• RPP: RP packet 值

j、 程序下載及更新：（程序下載前，需要點擊 “Open 5V”，打開 E-Link 的 5V 供電，然後點擊 “Connect” 連接 IC，IC 連接成功後才可進行程序下載）；

• 點擊“Load Hex”加載需要下載的 Hex 文件
• Hex 文件加載完成後，點擊“Program”進行程序下載

k、 Log 信息

 

 三、快充操作演示

3.1 建立 EPP 協議

如圖3.1.2所示，將RX開發板與 TX開發板配合使用。

 

圖 3.1.1 RX TX配合使用

然後，將E-link 與RX 相連接，並打開官方GUI 。

Tx 需要用≥65W PD 適配器供電，CPS4057會建立 EPP，並輸出 12V, 如圖 3.1.3 。

 

圖 3.1.3 DEMO 建立 EPP

 

3.2 帶載 50W

使用“Set Vout”功能,填入“20V”,點擊“Set Vout(V)”,成功後輸出會變為 20V,此時就可以

帶載 2.5A,功率達到 50W，如圖 3.4.1 。

 

圖 3.2.1 帶載 50W 成功

 

四、 參考文獻

1. CPS4057公版平台規格書_V1.0
2. CPS4057_Public_Gui_V2.0.0
3. CPS4057_Datasheet_v0.2.2