【導讀】近年來，在智能手機和智能手表等眾多的應用領域，由于可以取消充電端口并提高防水和防塵性能，無線供電功能的應用越來越廣泛。同樣，在小型薄型設備領域，對這種非常方便的無線供電功能的需求也日益增長。另一方面，由于天線形狀、尺寸和距離等因素會影響到能否實現供電功能以及供電效率，因此需要在電子設備整機上反復進行試制、調整、評估等工作之后才能實現無線供電功能，這使得天線設計和布局設計方面的開發(fā)負擔非常繁重。因此，業(yè)內對于更好地通用于小型設備的無線供電標準和方式的期望值越來越高。
無線供電方式及其特點
無線供電方式有很多種，比如磁共振方式（通過使發(fā)射端和接收端的諧振器形成磁場共振來傳輸電力）和電磁感應方式（利用在發(fā)射端和接收端之間產生的感應磁場來傳輸電力）。其中，磁共振方式的13.56MHz無線充電，因其頻率高而具有可采用更小型天線的特點。
ROHM推出的無線充電模塊為天線和電路板一體型模塊，支持13.56MHz，可輕松實現小型薄型設備的無線供電功能。
圖1. 無線供電方式比較
支持13.56MHz高頻段的無線充電模塊“BP3621”和“BP3622”簡介
此次介紹的“BP3621（發(fā)射端模塊）”“BP3622（接收端模塊）”是業(yè)內率先（截至2021年11月ROHM調查數據）使用13.56MHz頻段的小型通用無線充電模塊，可提供高達200mW的供電量，而且，通過優(yōu)化天線/布局設計實現了約20mm～30mm見方的小尺寸模塊。由于可以顯著減少優(yōu)化供電效率所需的試制、調整、評估等工作的開發(fā)工時，因此可以輕松實現小型薄型設備的無線供電功能。此外，內置天線還支持雙向數據通信和NFC Forum Type3 Tag通信，這將有助于擴展應用產品的通信功能。
照片1. 無線充電模塊“BP3621”和“BP3622”
接下來介紹“BP3621”和“BP3622”（以下簡稱“本產品”）的具體功能及其效果。
可大大縮短開發(fā)周期，并輕松實現無線供電功能
本產品采用了特有的匹配調整的天線設計技術、以及可以減少布線損耗的電路板布局設計技術。作為集成了這些技術的天線和電路板一體型模塊，與天線和控制電路單獨配置的情況相比，可以保證饋電特性，因此無需進行天線設計、布局設計和饋電特性評估即可進行產品評估。這將顯著縮短開發(fā)周期和電路板修改的設計負擔，并可輕松實現無線供電功能。
圖2. 開發(fā)流程對比示意圖
外殼設計的靈活性更高
本產品采用13.56MHz高頻段的磁共振方式，天線尺寸更小，從而能夠將天線、匹配電路和無線充電IC集成在小型電路板上，這是現有無線供電標準難以實現的。尺寸方面，發(fā)射端模塊“BP3621”為35.0mm × 26.0mm × 1.5mm，接收端模塊“BP3622”為24.0mm × 17.0mm × 1.5mm。另外，將所需元器件全部安裝在正面，通過采用背面全平的電路板結構，使其更易于粘貼在外殼上，從而有助于簡化外殼結構并提高設計靈活性。
圖3. 產品尺寸和外觀
通過模塊內置的天線，擴展數據通信功能
由于本產品使用與NFC通信標準相同的13.56MHz高頻段，因此通過模塊內置的天線可以同時支持供電和通信兩種功能?？蛇M行雙向數據通信（通信速度為212kbps，最多256字節(jié)）和NFC Forum Type3 Tag通信，有助于擴展應用產品的數據通信功能，比如傳感器數據、設備信息和認證信息的數據安全傳輸與改寫、固件下載、電池輸出電壓值的發(fā)送等。
圖4. 無線數據通信示意圖
無線充電模塊采用案例
為了提高便利性并實現防水防塵功能，業(yè)內已經在研究在各種應用設備中內置無線充電模塊。對于無線連接正在逐漸成為標配的電腦鍵盤而言，可以說是一個很好的應用案例，因為可以省去更換電池和通過數據線連接充電的麻煩。通過從內置供電模塊的平板電腦向內置電力接收模塊的移動鍵盤供電，可以實現無需更換電池、無需充電的完全無線鍵盤。
圖5. 應用案例
本產品還適用于要求防水和防塵的設備，例如電子貨架標簽和GPS跟蹤器等應用。電力接收模塊的重量僅為0.38g，因此在某些案例中，通過安裝無線充電模塊，就可以使用更小容量的電池，有助于減輕電子設備的重量。預計本產品在未來將會擴大應用到更多案例中。
提供應用指南，為客戶設計提供大力支持
ROHM在官網上發(fā)布了應用指南，致力于進一步為客戶輕松實現無線充電功能并縮短開發(fā)周期貢獻力量。在應用指南中，提供了作為主要功能的電源功能和通信功能的設置條件、以及使用連接方法等內容。今后，ROHM還計劃擴大評估板等產品的陣容，進一步強化支持體系，以促進無線充電模塊的普及。
圖6. 應用指南
結語
未來，ROHM將繼續(xù)擴充外形小巧、輸出功率高的無線充電模塊產品陣容，進一步拓展應用領域，擴大適用的目標設備范圍，為減少客戶的設計開發(fā)周期和提高應用產品的便利性做出貢獻。
圖7. 產品陣容
【關于羅姆（ROHM）】
羅姆（ROHM）成立于1958年，由起初的主要產品-電阻器的生產開始，歷經半個多世紀的發(fā)展，已成為世界知名的半導體廠商。羅姆的企業(yè)理念是：“我們始終將產品質量放在第一位。無論遇到多大的困難，都將為國內外用戶源源不斷地提供大量優(yōu)質產品，并為文化的進步與提高作出貢獻”。
羅姆的生產、銷售、研發(fā)網絡分布于世界各地。產品涉及多個領域，其中包括IC、分立式元器件、光學元器件、無源元器件、功率元器件、模塊等。在世界電子行業(yè)中，羅姆的眾多高品質產品得到了市場的許可和贊許，成為系統(tǒng)IC和先進半導體技術方面的主導企業(yè)。
【關于羅姆（ROHM）在中國的業(yè)務發(fā)展】
銷售網點：起初于1974年成立了羅姆半導體香港有限公司。在1999年成立了羅姆半導體（上海）有限公司， 2006年成立了羅姆半導體（深圳）有限公司，2018年成立了羅姆半導體（北京）有限公司。為了迅速且準確應對不斷擴大的中國市場的要求，羅姆在中國構建了與總部同樣的集開發(fā)、銷售、制造于一體的垂直整合體制。作為羅姆的特色，積極開展“密切貼近客戶”的銷售活動，力求向客戶提供周到的服務。目前在中國共設有20處銷售網點，其中包括香港、上海、深圳、北京這4家銷售公司以及其16家分公司（分公司：大連、天津、青島、南京、合肥、蘇州、杭州、寧波、西安、武漢、東莞、廣州、廈門、珠海、重慶、福州）。并且，正在逐步擴大分銷網絡。
技術中心：在上海和深圳設有技術中心和QA中心，在北京設有華北技術中心，提供技術和品質支持。技術中心配備精通各類市場的開發(fā)和設計支持人員，可以從軟件到硬件以綜合解決方案的形式，針對客戶需求進行技術提案。并且，當產品發(fā)生不良情況時，QA中心會在24小時以內對申訴做出答復。
生產基地：1993年在天津（羅姆半導體（中國）有限公司）和大連（羅姆電子大連有限公司）分別建立了生產工廠。在天津進行二極管、LED、激光二極管、LED顯示器和光學傳感器的生產，在大連進行電源模塊、熱敏打印頭、接觸式圖像傳感器、光學傳感器的生產，作為羅姆的主力生產基地，源源不斷地向中國國內外提供高品質產品。
社會貢獻：羅姆還致力于與國內外眾多研究機關和企業(yè)加強合作，積極推進產學研聯合的研發(fā)活動。2006年與清華大學簽訂了產學聯合框架協議，積極地展開關于電子元器件先進技術開發(fā)的產學聯合。2008年，在清華大學內捐資建設“清華-羅姆電子工程館”，并已于2011年4月竣工。2012年，在清華大學設立了“清華-羅姆聯合研究中心”，從事光學元器件、通信廣播、生物芯片、SiC功率器件應用、非揮發(fā)處理器芯片、傳感器和傳感器網絡技術（結構設施健康監(jiān)測）、人工智能（機器健康檢測）等聯合研究項目。除清華大學之外，羅姆還與國內多家知名高校進行產學合作，不斷結出豐碩成果。
羅姆將以長年不斷積累起來的技術力量和高品質以及可靠性為基礎，通過集開發(fā)、生產、銷售為一體的扎實的技術支持、客戶服務體制，與客戶構筑堅實的合作關系，作為扎根中國的企業(yè)，為提高客戶產品實力、客戶業(yè)務發(fā)展以及中國的節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出積極貢獻。
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