CXLB74239 大功率无线充电发射器 SoC
50W 输出 | Qi 2.0 BPP/EPP | 集成高压BUCK | 支持多线圈扩展 | 64kB e-Flash (QEC-100)

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年5月 | 型号：CXLB74239

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXLB74239是一款面向大功率无线充电应用的发射器系统级芯片（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50W 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，通过 QEC-100 认证）、高压 BUCK 转换器（3.8V~24V 超宽输入）、三对 N-MOSFET 驱动器（可直接驱动全桥），并支持通过外部 MOSFET 驱动器扩展多线圈矩阵（用于多线圈自由定位方案）。芯片集成了 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，CXLB74239 为 50W 级无线快充发射底座、车载无线充电、多线圈无线充电板等应用提供顶级解决方案。

1. 产品概述与市场定位

随着无线充电向大功率、多线圈自由位置、车载应用等方向发展，发射器需要支持更高的输入电压（24V 系统）、更高的输出功率（50W），并具备灵活的多线圈驱动能力和车规级可靠性。CXLB74239 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/多线圈驱动（三对内置驱动器 + 外部驱动扩展接口）、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（获得 QEC-100 认证，满足车规应用）的 ARM M0 核心。该架构使得客户仅需极少的外围元件即可完成 50W 单线圈或多线圈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异物检测算法。芯片支持 32kHz 低功耗振荡器和看门狗，待机功耗极低。CXLB74239 是高端无线充电座、车载无线充电、多合一充电板、医疗及工业无线供电设备的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 大功率与全协议兼容：支持 WPC Qi V2.0 BPP 和 EPP，最高 50W 输出；兼容主流私有快充协议。
• 超宽输入电压范围：3.8V ~ 24V，支持直接连接 12V/24V 车载电源、QC/PD 适配器或 USB VBUS。
• 集成高压 BUCK 转换器：在高压输入（如 24V）时内部降压供电，显著降低芯片及系统功耗，提高效率。
• 三对 N-MOSFET 驱动器 + 多线圈扩展：内置三对驱动可直接驱动单线圈全桥；通过 I/O 扩展外部驱动器可支持多线圈矩阵，实现自由位置充电。
• 车规级存储：64kB e-Flash 通过 QEC-100 认证，满足汽车应用对可靠性和耐用性的要求；4kB SRAM。
• 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。
• 超强 ASK 解调能力：4 通道模拟前端（电压/电流模式） + 16 通道 DSP 解调，支持多线圈模式下可靠通信。
• 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。
• 低功耗与调试接口：集成 32kHz 振荡器用于低功耗待机；支持 SWD、I²C 和 UART 调试模式。
• 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）

CXLB74239 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（3.8V~24V）、BUCK 输出、三对 NMOS 栅极驱动输出（PWM_AH/AL, PWM_BH/BL, PWM_CH/CL，用于单线圈或多线圈时序控制）、多线圈扩展 I/O（控制外部驱动器）、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 超宽输入高压 BUCK + 多级电源管理

CXLB74239 集成了高压降压转换器，可直接从 12V/24V 输入取电，降压至 5~7V（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极高，显著降低芯片温升，并支持 50W 大功率输出。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 + 多线圈扩展能力

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 50W）。对于多线圈自由定位应用，芯片的 I/O 可灵活配置为外部 MOSFET 驱动器的控制信号，实现多线圈矩阵的时序切换和独立驱动。这种架构使得客户可以构建 3 线圈、6 线圈甚至更多线圈的方案，同时保持 BOM 简洁。

6.3 16 通道 ASK 解调与多线圈通信

接收器通过负载调制发送通信包。CXLB74239 集成了 4 个独立的 ASK 模拟前端（可连接多个线圈的电压/电流采样信号），并由 16 通道专用 DSP 并行处理，在多线圈轮询或同时工作时，依然能可靠解调来自接收器的数据包。

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。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，满足 50W 大功率下的安全要求。

6.5 车规级 e-Flash 与固件定制

64kB e-Flash 通过 QEC-100 认证，满足汽车应用对高温可靠性和数据保持的要求。它为协议栈、私有充电策略、多线圈调度算法等提供充足空间。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，并通过 SWD 或 I²C/UART 调试接口进行开发。

7. 基于 CXLB74239 的 50W 无线充电发射器设计实例

设计目标：50W EPP 兼容发射器，支持 QC/PD 快充，单线圈，用于车载无线充电或高端桌面充电座。

• 输入适配器：支持 USB PD 3.1 的适配器或车载 24V 电源，芯片自动请求 20V 输入（或直接使用 24V 车载电源）。
• 全桥功率级：外置 4 颗 60V/8mΩ NMOS（如 AON6590），由芯片内部驱动器直接驱动；栅极串联电阻 5Ω~10Ω。
• BUCK 配置：BUCK 输出设置为 6.5V，为栅极驱动器和系统供电，电感 6.8μH（饱和电流 >3A），电容 47μF。
• 低侧电流检测：全桥公共端串联 2mΩ 采样电阻（2512 封装，功率 ≥1W），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。
• 多线圈扩展（可选）：如需多线圈，可增加外部驱动器（如 LMG1020）和线圈切换 MOSFET，由芯片 GPIO 控制。
• 保护配置：通过 I²C 设置 OCP 阈值（5A），OVP 阈值（26V），UVP 阈值（4V）。

实测数据（单线圈）：输入 20V/2.75A，输出 50W（接收端 20V/2.5A），系统效率 86%~90%（取决于线圈耦合）；待机功耗 <40mW；FOD 精度 ±0.5W；适配器握手时间 <200ms。

8. PCB 布局专业建议（发射端，大功率）

• 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，使用多边形敷铜并加宽走线（>4mm）。
• 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，避免功率电流在采样电阻上产生额外压降。
• 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；功率地与小信号地单点连接。
• 多线圈扩展控制信号：控制外部驱动器的 GPIO 走线应避免与功率线平行，必要时加串联电阻减缓边沿。
• 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；走线应短且远离 PWM 和栅极驱动线。
• 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，间距 0.6mm）连接至地平面，并增加顶层和底层铺铜辅助散热；50W 应用建议加装散热片或强制风冷。
• 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；多线圈之间需保持适当间距。

9. 订购信息与技术支持

CXLB74239 采用 QFN48 封装（6mm×6mm），工作温度 -40℃~105℃（满足车规温度范围）。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。