CXLB74238 高性能无线充电发射器 SoC
15W 输出 | Qi 2.0 BPP/EPP | 集成高压BUCK | 三对MOSFET驱动 | 64kB e-Flash

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年5月 | 型号：CXLB74238

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXLB74238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（64kB e-Flash + 4kB SRAM）、高压 BUCK 转换器（3.5V~16V 宽输入）、三对 N-MOSFET 驱动器、4 通道 ASK 模拟前端（AFE）、16 通道 DSP 解调、低侧电流检测电路、10 位 ADC/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 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 6mm×6mm QFN48 封装，CXLB74238 为高端无线充电发射底座提供一站式高集成度解决方案。

1. 产品概述与市场定位

随着无线充电发射器向高集成度、小体积、高效率方向发展，传统方案需要外部降压电路、独立的栅极驱动器、复杂的 ASK 解调电路和多协议适配器芯片，导致 BOM 冗长、设计复杂。CXLB74238 应势而生：它在一颗芯片内集成了电源管理（高压 BUCK、3.3V/1.5V LDO）、全桥驱动（三对 NMOS 驱动，支持单线圈）、ASK 解调（4 通道 AFE + 16 通道 DSP）、低侧电流检测、10 位 ADC/DAC、高性能 PWM 发生器以及 64kB e-Flash 的 ARM M0 核心。该架构使得客户仅需极少的外围被动元件即可完成 15W EPP 无线充电发射器设计，同时保留充分的固件可编程性用于定制协议和算法。芯片支持低功耗睡眠模式（32kHz 振荡器）和看门狗唤醒，待机功耗极低。CXLB74238 是高端无线充电座、多合一充电板、车载无线充电等应用的理想选择。

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。
• 宽输入电压范围：3.5V ~ 16V，支持直接连接 QC/PD 适配器或 USB VBUS。
• 集成高压 BUCK 转换器：在高压输入（如 12V/15V）时内部降压供电，显著降低芯片及系统功耗，提高效率。
• 集成三对 N-MOSFET 驱动器：直接驱动外部全桥 NMOS，无需外置驱动 IC；支持可编程死区时间控制。
• 大容量存储：64kB e-Flash + 4kB SRAM，支持客户复杂协议栈和定制功能开发。
• 多协议快充适配器支持：自动识别 QC 2.0/3.0、USB PD、SCP、FCP，请求最佳输入电压。
• 强大的 ASK 解调能力：4 通道模拟前端（电压/电流模式） + 16 通道 DSP 解调，提供业界领先的抗干扰能力。
• 高精度异物检测（FOD）：低侧电流检测 + 10 位 ADC + 10 位 DAC，结合 Q 值检测，实现高精度功率校准和异物识别。
• 灵活的 PWM 生成：2 个高性能 PWM 模块，每个模块 6 通道输出，支持可编程死区时间和相移控制，优化 EMI。
• 硬件 FSK 调制：专用 FSK 硬件，支持可编程调制深度，满足 Qi 2.0 通信需求。
• 低功耗设计：集成 32kHz 振荡器用于超低功耗睡眠模式，待机电流极低；看门狗支持睡眠监控和唤醒。
• 丰富的外设接口：I²C、UART、SPI，双 VDD_IO 引脚支持不同 I/O 电平（1.8V/3.3V）。
• 完备保护：OVP、OCP、UVP（欠压锁定）、OTP，输入欠压检测和锁定功能。
• 封装：QFN48，6mm×6mm，外露散热焊盘，无卤素，RoHS 合规。

3. 引脚封装说明（占位图）

CXLB74238 采用 QFN48 封装（6mm×6mm，48 引脚），底部外露散热焊盘。主要引脚包括：高压输入 VIN（3.5V~16V）、BUCK 输出、三对 NMOS 栅极驱动输出（PWM_AH/AL, PWM_BH/BL, PWM_CH/CL）、ASK 解调输入（电压/电流采样）、I²C/SPI/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占位

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 高压 BUCK + 多级电源管理

CXLB74238 集成了高压降压转换器，可直接从 12V/15V 输入取电，降压至 5~6.5V（可编程）供内部系统和栅极驱动器使用。相比传统线性稳压方案，BUCK 转换器在高压差时效率提升 30% 以上，显著降低芯片温升。芯片内部还集成了 3.3V LDO（为 I/O 和模拟电路供电）和 1.5V LDO（为内核供电），实现单芯片完整电源树。

6.2 三对 NMOS 驱动器与灵活的 PWM 控制

芯片提供三对栅极驱动输出，可驱动外部全桥 NMOS（支持单线圈）。每个 PWM 模块支持 6 通道输出，可实现全桥、半桥或多相控制。可编程死区时间（4ns 步进）和相移控制有助于优化开关损耗和 EMI。对于 15W EPP 应用，通常使用 4 颗 NMOS 组成全桥，由 PWM1_AH/AL、PWM1_BH/BL 驱动。

6.3 16 通道 ASK 解调与超强抗干扰

接收器通过负载调制发送通信包。CXLB74238 集成了 4 个独立的 ASK 模拟前端（可连接线圈电压、电流互感器、低侧检测电阻等），并由 16 通道专用 DSP 并行处理，通过多通道数据融合判决，大幅提升低耦合系数和噪声环境下的解调成功率。

6.4 低侧电流检测 + 10 位 DAC 实现高精度 FOD

芯片在功率级公共端到地之间集成了低侧电流检测放大器（可编程增益），配合 10 位 ADC 精确测量输入电流。同时集成的 10 位 DAC 可生成参考阈值，实现快速过流保护。结合 Q 值检测（通过衰减振荡测量线圈 Q 值），系统可精确计算功率损耗并识别异物。

6.5 大容量 e-Flash 与固件定制

64kB e-Flash 为协议栈、私有充电策略、在线升级等提供充足空间。嘉泰姆电子提供参考固件和库函数，客户可轻松开发自定义功能（如 LED 指示、特殊 FOD 曲线、多协议切换等），并通过 SWD 接口调试。

7. 基于 CXLB74238 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 QC/PD 快充，单线圈，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/12mΩ NMOS（如 AON7534），由芯片内部驱动器直接驱动；栅极串联电阻 10Ω。
• BUCK 配置：BUCK 输出设置为 5.5V，为栅极驱动器和系统供电，电感 4.7μH，电容 22μF。
• 低侧电流检测：全桥公共端串联 5mΩ 采样电阻（2512 封装），差分信号接入 CSP/CSN，增益设为 40V/V。
• ASK 解调：线圈电压分压网络（100kΩ/1kΩ）接 ASK_V；电流互感器（1:100）接 ASK_I。
• Q 值检测：外接 1MΩ 电阻和 15pF 电容至 QD 引脚。
• 保护配置：通过 I²C 设置 OCP 阈值（2.2A），OVP 阈值（16V），UVP 阈值（4V）。

实测数据：输入 12V/1.45A，输出 15W（5V/3A 接收端），系统效率 88%~92%（取决于线圈耦合）；待机功耗 <30mW；FOD 精度 ±0.3W；适配器握手时间 <150ms。

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，使用多边形敷铜。
• 栅极驱动走线：PWM 输出到 MOSFET 栅极的走线尽量短（<10mm）、宽（>0.5mm），并远离 ASK 和电流检测走线。
• 低侧电流检测走线：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。
• BUCK 转换器布局：输入电容、电感、输出电容应靠近芯片 SW 引脚，SW 节点走线尽量短以降低 EMI。
• ASK 解调网络：电压分压电阻和 CT 次级负载电阻需靠近芯片，避免引入噪声。
• 电源去耦：VIN、3.3V_LDO、1.5V_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：QFN 底部散热焊盘需打过孔阵列（0.3mm 孔径）连接至地平面，辅助散热。高压输入铜皮应保证足够宽度。
• 线圈布局：发射线圈下方禁止铺铜或走线，防止涡流损耗和 Q 值下降。

9. 订购信息与技术支持

CXLB74238 采用 QFN48 封装（6mm×6mm），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、e-Flash 烧录服务和 FAE 现场支持。