CXLB74237 高性能无线充电发射器 SoC
15W 输出 | Qi 2.0 BPP/EPP | 多协议快充适配器 | 8通道ASK解调 | 高精度FOD

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年5月 | 型号：CXLB74237

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXLB74237是一款高度集成的无线充电发射器系统级芯片（SoC），完全兼容 WPC Qi 规范 2.0 的基线功率协议（BPP）和扩展功率协议（EPP），最高支持15W 输出功率，并兼容多种主流私有快充协议。芯片内部集成 ARM Cortex M0 处理器（4KB SRAM + 32KB MTP）、高精度 PLL、8 通道 ASK 解调 DSP、高边电流检测电路、12 位 SAR ADC 及 DAC，可实现高性能异物检测（FOD）和 Q 值检测。支持 QC 2.0/3.0、USB PD、SCP、FCP、UFCS 等多种快充适配器协议，自动与适配器握手以获得最佳输入电压。采用 FCQFN24L（3mm×4mm）超小封装，CXLB74237 是智能手机无线充电底座、可穿戴设备充电座、医疗及工业无线供电设备的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

随着 Qi 2.0 标准的普及，无线充电发射器不仅要支持 15W EPP 快速充电，还需兼容多种快充适配器协议（QC、PD、SCP 等），并提供精准的异物检测以确保安全。CXLB74237 应势而生：作为一款高集成度 SoC，它内部集成了 ARM Cortex M0 处理器、多协议适配器接口、8 通道 ASK 解调模块、高边电流检测、Q 值检测电路以及丰富的定时器和通信接口。其独特的动态功率限制（DPL）功能可在输入功率不足时自动降低输出功率，避免系统进入欠压锁定。芯片支持低功耗模式和超低功耗模式，待机功耗极低。采用 FCQFN24L 封装，外围元件极少，可显著简化无线充电发射端设计，加速产品上市。

2. 主要特点与技术亮点

• 完备的 Qi 2.0 兼容性：符合 WPC Qi V2.0 BPP 和 EPP 规范，支持 5W/10W/15W 输出。
• 多协议快充适配器支持：自动识别并握手 QC 2.0/3.0、USB PD、SCP、FCP、UFCS，获取最佳输入电压（4V~20V 宽输入范围）。
• 强大的处理核心：32 位 ARM Cortex M0，4KB SRAM + 32KB MTP，支持客户定制固件开发。
• 8 通道 ASK 解调：集成 2 路 ASK 模拟前端（AFE）和 8 通道 DSP 解调，可靠解调接收器通信数据。
• 高精度异物检测（FOD）：嵌入式高边电流检测电路 + 12 位 SAR ADC（100ksps）+ DAC，结合 Q 值检测，实现行业领先的 FOD 精度。
• 动态功率限制（DPL）：集成 DPL 比较器，当输入电压下降时自动降低输出功率，防止系统因欠压而复位。
• 灵活的时钟系统：集成高频 PLL（VCO 频率可编程），支持 12MHz~24MHz 外部晶振，内置 48MHz ±1.5% 精度振荡器。
• 丰富的定时器：3 个高级定时器（支持 PWM 生成和捕获），1 个基础定时器（2 通道），支持灵活的死去时间和相移控制以优化 EMI。
• 硬件加速与安全：浮点 ln(x) 运算硬件加速、CRC 硬件单元，支持 SWD 和 I²C 调试模式。
• 低功耗设计：支持低功耗模式和超低功耗模式，待机功耗极低。
• 完备保护：过压保护（OVP）、过流保护（OCP）、欠压保护（UVP）、过温保护（OTP）。
• 接口丰富：2 个 UART 接口，I²C 从接口，多个 GPIO。
• 封装：FCQFN24L，3mm×4mm，超小尺寸，无卤素，RoHS 合规。

3. 引脚封装说明（占位图）

CXLB74237 采用 FCQFN24L 封装（3mm×4mm，24 引脚），底部外露散热焊盘。主要引脚包括：输入电源 VIN（4V~20V）、LDO 输出、全桥驱动输出 PWM1~PWM4、ASK 解调输入、I²C/UART 接口、GPIO、外部晶振输入等。完整引脚映射请参考数据手册。

4. 典型应用电路与内部框图

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

6. 工作原理与关键技术深度解析

6.1 多协议快充适配器握手

CXLB74237 内部集成多协议物理层，可自动识别所连接的适配器类型（QC 2.0/3.0、USB PD、SCP、FCP、UFCS），并通过相应协议请求更高输入电压（如 9V/12V）。在 15W EPP 应用中，典型配置为输入 12V，全桥工作在 12V 下可降低初级电流，提高效率并减小线圈应力。

6.2 8 通道 ASK 解调与通信可靠性

接收器通过负载调制将数据包发送给发射器。CXLB74237 内置 2 路高灵敏度 ASK 模拟前端（AFE）和 8 通道 DSP 解调器，可同时处理线圈电压和电流信号，并通过多通道加权判决提升解调信噪比。即使在轻载或线圈耦合较差时，依然能可靠解调接收器的通信包。

6.3 高精度 FOD 与 Q 值检测

芯片集成了高边电流检测电路（可编程增益）和 12 位 ADC，可精确测量输入功率。同时，通过向线圈注入衰减振荡并测量衰减时间常数计算 Q 值。系统将实时功率损耗与 Q 值变化结合进行异物判断，满足 WPC 严格的 FOD 要求。

6.4 动态功率限制（DPL）

当输入适配器功率能力不足时（例如使用 5V/1A 适配器尝试输出 15W），VDD50V 会下降。DPL 比较器监测该电压，一旦低于阈值，芯片自动降低输出功率，防止系统进入欠压锁定或反复复位，提升用户体验。

6.5 灵活的 PWM 与 EMI 优化

3 个高级定时器可产生带有可编程死区时间和相移的 PWM 信号，用于驱动全桥。通过调整相移可以实现软开关，降低开关损耗和 EMI。外设时钟可独立分频，满足不同控制需求。

7. 基于 CXLB74237 的 15W 无线充电发射器设计实例

设计目标：15W EPP 兼容发射器，支持 QC3.0/PD 快充，用于手机无线充电座。

• 输入适配器：支持 QC3.0/PD 的 USB-C 适配器，芯片自动请求 12V 输入。
• 全桥功率级：外置 4 颗 30V/15mΩ NMOS（如 AON7534），由芯片 PWM 输出驱动（需加栅极驱动电阻）。谐振电容 Cs=220nF（NPO），线圈电感 L=6.3μH±10%。
• 电流检测：输入母线串联 5mΩ 采样电阻（2512 封装），差分信号接入 CSP/CSN。
• ASK 解调：线圈电压分压网络（100kΩ/1kΩ）和电流互感器（CT 1:100）分别接至 ASK1/ASK2 引脚。
• Q 值检测：外接 1MΩ 电阻和 10pF 电容至 QD 引脚，用于衰减振荡测量。
• 保护配置：通过 I²C 设置 OCP 阈值（2A），OVP 阈值（15V），OTP 阈值（110℃ 降额）。
• 低功耗模式：无接收器时进入睡眠模式，功耗 <30mW；通过 FSK 唤醒或定时 ping。

实测数据：输入 12V/1.4A，输出 15W（5V/3A 接收端），系统效率 92%；FOD 精度 ±0.5W；Q 值检测可识别 1 元硬币大小的异物；适配器握手时间 <200ms。

8. PCB 布局专业建议（发射端）

• 功率环路最小化：VIN 电容、全桥 MOSFET、谐振电容、线圈形成的环路面积应尽可能小，减少辐射 EMI。
• 栅极驱动走线：PWM 输出到 MOSFET 栅极的走线尽量短而宽（>0.5mm），并远离敏感的 ASK 和电流检测走线。
• 电流检测走线：CSP/CSN 采用开尔文接法直接从采样电阻两端引出，差分走线且包地。
• ASK 解调网络：电压采样分压电阻需靠近芯片，避免引入噪声；电流互感器次级需加负载电阻并滤波。
• Q 值检测网络：QD 引脚外接 RC 网络应靠近芯片，避免长走线引入寄生电容。
• 电源去耦：VIN 和 LDO 输出端需放置 10μF 和 0.1μF 陶瓷电容，紧邻芯片引脚。
• 散热设计：FCQFN 底部散热焊盘需打过孔阵列连接至地平面，辅助散热。
• 线圈布局：发射线圈下方避免铺铜或走线，以防止涡流损耗和 Q 值下降。

9. 订购信息与技术支持

CXLB74237 采用 FCQFN24L 封装（3mm×4mm），工作温度 -40℃~85℃。嘉泰姆电子提供样品、量产及深度技术支持，包括参考设计、固件库、MTP 烧录服务和 FAE 现场支持。