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18520818530最近不少工程师朋友找我聊无线充发射端的方案选型,绕不开的话题就是英集芯的IP6826。这款支持15W输出的高集成无线充发射芯片,最大的特点就是可以省去外围的DC-DC电路,直接通过导线给芯片供电,能把BOM成本压到极低,特别适合成本敏感的消费电子场景。但很多人实际调试的时候踩了不少坑:要么是供电导线压降太大导致输出功率上不去,要么是线圈选型不对,转换效率连70%都到不了,严重的甚至会出现芯片过热保护的问题。
今天我就把IP6826直接供电方案的核心要点拆透,从引脚定义到电路设计,再到线圈选型,全流程讲清楚实际落地的注意事项,帮大家少走弯路。
很多人拿到芯片就直接画原理图,连引脚功能都没摸透,最后调试的时候问题百出。IP6826采用的是QFN-32 4mm*4mm封装,和直接供电相关的几个引脚一定要重点关注:
首先是VIN引脚,这是芯片的主供电输入脚,支持4.5V到5.5V的宽电压输入,我们说的“导线直接供电”就是指5V电源通过导线直接接到这个引脚,不需要经过额外的升降压电路。这里要注意,VIN引脚旁边必须就近接一个10μF的陶瓷去耦电容,不然供电线上的纹波很容易干扰芯片的基带通信,导致无线充连接不稳定,经常断连。
然后是VOUT引脚,也就是线圈驱动输出脚,IP6826内部集成了全桥功率管,所以不需要外接分立的MOS管,VOUT直接连到谐振电容和线圈的串联回路就行,这也是它能降低BOM成本的核心原因。内部的功率管最大支持3A的电流,足够覆盖15W的输出需求,但设计的时候要注意VOUT的走线宽度至少要1mm以上,避免大电流走线过热。
还有两个关键的功能引脚,一个是ISET,通过外接电阻到GND可以设置最大输出电流,想要做15W输出的话,这里建议接10kΩ电阻,把电流上限设为2A,既可以满足功率需求,也能避免过载。另一个是FOD引脚,用来设置异物检测的灵敏度,直接接100kΩ电阻到GND就可以适配大部分常规场景,如果是对异物检测要求高的场景,比如车载无线充,可以适当降低电阻值,提高检测灵敏度。
剩下的引脚里,EN是使能脚,接高电平就能启动芯片,不想做额外控制的话直接连到VIN就行;SDA和SCL是I2C通信引脚,如果需要和主控交互调整参数就接上,不需要的话可以悬空;GND脚要多打几个过孔连到主地平面,减少地弹噪声对芯片的干扰。
IP6826的直接供电设计之所以受欢迎,核心是它的优势非常突出,但也不是所有场景都适用,先把利弊讲清楚,大家可以根据自己的产品需求来选。
优点最直接的就是成本低,省去了DC-DC芯片、电感、电容这些外围器件,单是这部分就能省1-2块钱的BOM成本,对于百万级出货量的产品来说,这个成本节约非常可观。其次是电路设计简单,少了DC-DC部分的 layout 工作量,PCB板也可以做的更小,特别适合像无线充底座、磁吸无线充背夹这类对体积要求高的产品。再者是转换效率高,因为少了DC-DC这一级的功率损耗,整机的转换效率平均能比带DC-DC的方案高3%-5%,发热也会更低。
但缺点也很明显,首先就是对供电导线的要求高,因为没有DC-DC做稳压,如果导线太细或者太长,压降会很大,比如5V2A的输入,如果导线电阻有0.5Ω,到VIN引脚的电压就只有4V了,低于芯片的最低工作电压,就会出现输出功率不足的问题。所以直接供电方案更适合供电线长度在1米以内的场景,如果是需要长线供电的场景,还是建议加一级稳压电路。
其次是输入电压的适应性差,只能支持5V的输入,如果要兼容9V、12V的快充输入,就不能用直接供电的方式,必须在前面加DC-DC降压到5V再给IP6826供电。还有就是输出功率的上限会受输入电压影响,如果输入电压只有4.7V,最大输出功率就只能到10W左右,没法满15W输出,所以对供电电源的输出电压精度也有一定要求,建议选择输出电压误差在±5%以内的电源适配器。

很多人调试IP6826的时候,电路设计没问题,供电也没问题,但就是效率低、发热大,问题基本都出在线圈选型上。选线圈的时候不用看那些花里胡哨的参数,重点盯准3个指标就行。
第一个是电感量,IP6826的推荐谐振频率是110kHz-140kHz,配合常用的100nF谐振电容,线圈的电感量需要在6μH-8μH之间,这个区间的转换效率是最高的。如果电感量太小,谐振频率会偏高,芯片的驱动损耗会变大;如果电感量太大,谐振频率偏低,很容易出现频率偏移,导致和接收端的匹配变差,效率下降。现在市面上常规的15W发射线圈,电感量基本都在7μH左右,是比较适配的。
第二个是线圈的内阻,这个参数直接影响发热,一定要选内阻小于100mΩ的线圈,最好能控制在80mΩ以内。相同电感量的线圈,内阻越小,说明用的漆包线线径越粗,大电流下的铜损越小,发热就越低。比如同样是7μH的线圈,内阻80mΩ和150mΩ的,在15W输出的时候,线圈的发热量能差一倍以上,很容易触发过热保护。
第三个是线圈的尺寸和磁力屏蔽层,常规的桌面无线充选50mm直径的线圈就可以,磁吸无线充建议选35mm的圆形线圈,配合N52等级的磁铁,对准精度更高,耦合效率也更好。屏蔽层一定要选双层铁氧体的,不要选单层的,一方面可以减少漏磁,避免干扰其他电子器件,另一方面也能提高线圈的耦合系数,转换效率能高2%-3%。另外要注意,线圈和PCB板之间最好留0.5mm以上的间隙,不要直接贴在PCB上,不然会影响屏蔽效果。
最后给大家放一个IP6826直接供电的典型应用电路的设计要点,都是实际调试踩坑踩出来的经验,照着做基本能一次调试成功。
首先是供电回路的设计,从Micro USB或者Type-C输入口到VIN引脚的走线要尽可能短、尽可能宽,建议走线宽度不小于2mm,如果是用导线连接供电板和主板的话,导线要选24AWG以上的线径,长度控制在50cm以内,这样可以把导线的压降控制在0.2V以内,保证VIN引脚的电压不低于4.8V,满足15W输出的需求。
然后是谐振回路的设计,谐振电容一定要选NPO材质的100nF 0805封装陶瓷电容,耐压值不低于25V,不要用X7R材质的,不然温度变化的时候电容值漂移大,会导致谐振频率偏移。谐振电容要尽可能靠近VOUT引脚摆放,走线长度不要超过5mm,减少走线寄生电感对谐振参数的影响。
第三是散热设计,IP6826本身的发热不大,但15W输出的时候,芯片底部的 exposed pad 一定要焊到PCB的地平面上,多打几个过孔散热,最好在芯片背面的PCB上露铜做散热盘,如果是密封的产品,建议在线圈和芯片之间加一片石墨散热片,把热量均匀导出去,避免局部过热。
第四是FOD参数的调试,电路搭好之后一定要做异物检测测试,把硬币、钥匙这类金属异物放在线圈上,看芯片能不能识别到并停止输出。如果检测不灵敏,就适当降低FOD引脚的电阻值,直到可以稳定识别为止。要注意,FOD灵敏度不能调得太高,不然手机带厚保护壳的时候很容易误判为异物,导致无法充电,平衡好灵敏度和误判率是关键。
IP6826的直接供电方案其实没那么复杂,只要把引脚功能摸透,选对合适的线圈,注意好电路设计的细节,基本都能做到80%以上的转换效率,成本也能控制到非常有竞争力的区间。最近我整理了一份IP6826的完整设计包,里面有参考原理图、PCB封装、线圈选型清单和调试参数表,有需要的朋友可以在评论区留个言,我发给大家。也欢迎大家把自己调试过程中遇到的问题发在评论区,我们一起讨论解决。