CXLB74241 Qi 2.2 全兼容无线充电发射器 SoC
80W 输出 | 支持 MPP 磁功率协议 | 16 通道 ASK/PSK 解调 | 高压 BUCK 集成

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年5月 | 型号：CXLB74241

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXLB74241是一款面向新一代无线充电发射应用的旗舰级 SoC，完全符合 WPC Qi 规范 2.2，支持基线功率协议（BPP）、扩展功率协议（EPP）和磁功率协议（MPP）（即苹果 MagSafe 兼容模式），最高可实现 80W 的无线输出功率。芯片内部集成 ARM Cortex M0 处理器（64kB MTP + 32kB ROM + 16kB SRAM）、高压 BUCK 转换器（4V~24V 宽输入）、三对 N-MOSFET 驱动器、16 通道 ASK/PSK 解调 DSP、高侧电流检测电路、12 位 ADC/DAC、双通道 Q 值检测等丰富模拟前端。支持 USB PD、QC、FCP、SCP、AFC、UFCS 及 TRANSSION 等多种快充适配器协议。采用 6mm×6mm QFN48 封装，CXLB74241 为高端无线充电底座、车载无线充电、多合一磁吸充电板等应用提供顶级的单芯片解决方案。

1. 产品概述与市场定位

随着 Qi 2.2 规范的发布，MPP（磁功率协议）成为高端无线充电设备的标配。CXLB74241 应势而生：它不仅完全兼容 Qi 2.2 的 BPP 和 EPP，更原生支持 MPP 协议所需的硬件加速功能，包括高精度 Q 值检测、专用解调通道和优化的 PWM 控制。芯片集成高压 BUCK 转换器，可直接从 4V~24V 宽输入电压取电（如 12V/24V 车载电源或 QC/PD 适配器），内部降压后为系统供电，大幅降低高压差下的功耗。三对 NMOS 驱动器可直接驱动外置全桥 MOSFET，支持单线圈或多线圈配置。16 通道 ASK/PSK 解调 DSP 配合专用模拟前端，确保在 MPP 磁吸模式下通信的可靠性。芯片还集成了动态功率限制（DPL）功能，当输入功率不足时自动降功率，防止系统欠压复位。CXLB74241 是下一代磁吸无线充电发射端、多设备无线充电板、车载无线充电等应用的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 最新的 Qi 2.2 兼容性：符合 WPC Qi V2.2 规范，支持 BPP、EPP 及 MPP（磁功率协议），同时兼容主流私有快充协议。
• 大功率发射能力：最高 80W 输出功率，满足手机、平板等大功率设备快速无线充电。
• 宽输入电压范围：4V ~ 24V，支持直接连接 12V/24V 车载电源或 QC/PD 适配器。
• 集成高压 BUCK 转换器：在高压输入时内部高效降压，降低芯片及系统功耗，提高整体效率。
• 三对 N-MOSFET 驱动器：可直接驱动外置全桥 MOSFET，支持可编程死区时间和相移控制，优化 EMI。
• 强大的处理核心：ARM Cortex M0，64kB MTP + 32kB ROM + 16kB SRAM，支持客户定制固件及在线升级。
• 16 通道 ASK/PSK 解调 DSP：配合多通道 AFE，实现电压/电流模式解调，抗干扰能力极强。
• 高精度异物检测（FOD）：高侧电流检测（2 通道）+ 12 位 ADC + 12 位 DAC，结合双通道 Q 值检测，实现行业领先的 FOD 精度。
• 动态功率限制（DPL）：当输入电压跌落时自动降低输出功率，防止系统进入欠压锁定。
• 灵活的外设与调试：2 个 UART、2 个 I2C、SWD 调试接口，丰富的 GPIO。
• 高级定时器：4 个高级定时器（PWM 生成与捕获），1 个基础定时器（2 通道），6 对 PWM 发生器支持 FSK 调制和频率抖动。
• 硬件加速与安全：浮点 ln(x) 运算硬件加速、CRC 硬件单元。
• 低功耗模式：支持低功耗模式和超低功耗模式，待机功耗极低。
• 完备保护：OVP、OCP、UVP、OTP，输入欠压检测和锁定。
• 封装：QFN48L（6mm×6mm），无卤素，RoHS 合规。

3. 引脚封装说明（占位图）

CXLB74241 采用 QFN48L 封装（6mm×6mm，48 引脚），底部外露散热焊盘。主要引脚包括：宽输入 VIN（4V~24V）、BUCK 输出、三对 NMOS 栅极驱动输出（PWM_AH/AL, PWM_BH/BL, PWM_CH/CL）、ASK/PSK 解调输入（电压/电流采样）、高侧电流检测输入、双通道 Q 值检测输入、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 Qi 2.2 全协议支持与 MPP 磁功率优化

CXLB74241 是首批完全符合 Qi 2.2 规范的发射端 SoC。MPP（磁功率协议）要求发射器与接收器通过磁吸精确对齐，并支持更复杂的通信和异物检测。芯片集成双通道 Q 值检测电路，可独立测量两个线圈（或多线圈系统中轮流测量），实时监测磁吸状态和异物影响。专用 FSK 调制器和 PWM 相移控制帮助实现 MPP 所需的高精度功率传输和通信。

6.2 高压 BUCK + 多级电源管理

集成的高压 BUCK 转换器可直接从 24V 输入取电，降压至 5~8V（可编程）供栅极驱动器和系统使用。相比传统线性稳压，BUCK 方案在高压差时效率提升 40% 以上，显著降低芯片温升。芯片内部还集成了 3.3V LDO（I/O 和模拟电路）和 1.5V LDO（内核），实现完整电源树。

6.3 16 通道 ASK/PSK 解调与高侧电流检测

芯片集成了 16 通道专用 DSP，可同时处理来自电压、电流、高侧检测等多个通道的 ASK/PSK 信号。高侧电流检测电路（2 通道）可直接测量输入母线电流，无需低侧电阻带来的地弹噪声，尤其适合大电流应用。结合 12 位 ADC 和 DAC，系统可实现极为精确的输入功率测量和 FOD 计算。

6.4 动态功率限制（DPL）与欠压保护

当适配器功率不足（例如使用 5V/2A 适配器尝试输出 15W）时，输入电压会下降。DPL 比较器监测 VIN，一旦低于阈值，芯片自动降低输出功率，防止系统进入 UVLO 复位。该功能保证用户体验的连续性。

6.5 灵活的 PWM 与 EMI 优化

4 个高级定时器提供多达 6 对 PWM 输出，支持可编程死区时间、相移控制和频率抖动。频率抖动功能可将基波能量分散，显著降低 EMI，有助于通过 EMC 认证。FSK 调制器用于发射器向接收器发送指令，满足 MPP 双向通信要求。

7. 基于 CXLB74241 的 80W MPP 无线充电发射器设计实例

设计目标：80W MPP 兼容发射器，支持 USB PD 快充输入，单线圈（磁吸），用于高端手机无线充电座。

• 输入适配器：支持 USB PD 3.1 的适配器，芯片自动请求 20V 输入（VIN=20V）。
• 全桥功率级：外置 4 颗 60V/5mΩ NMOS，由芯片内部驱动器直接驱动；栅极电阻 10Ω。
• BUCK 配置：BUCK 输出设置为 7.5V，为栅极驱动器和系统供电，电感 6.8μH（饱和电流 >5A），电容 47μF。
• 高侧电流检测：输入母线上串联 2mΩ 采样电阻，差分信号接入 HSCSP/HSCSN，增益设为 40V/V。
• Q 值检测：两个 QD 引脚分别外接 1MΩ 电阻和 15pF 电容至线圈抽头，用于双通道 Q 值测量。
• ASK/PSK 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。
• 保护配置：通过 I²C 设置 OCP 阈值（6A），OVP 阈值（24V），UVP 阈值（4V）。
• MPP 线圈：使用标准 MPP 磁吸线圈（L≈6.3μH，DCR<30mΩ），并增加磁铁环。

实测数据：输入 20V/4.5A（90W），输出 80W（接收端 20V/4A），系统效率约 89%（含线圈损耗）；待机功耗 <50mW；双通道 Q 值检测可精准识别金属异物；MPP 模式下通信稳定，通过 Qi 2.2 预测试。

8. PCB 布局专业建议（80W MPP 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尽可能小，使用多边形敷铜和宽走线（>3mm）。
• 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 节点走线短而宽，减少 EMI。
• 栅极驱动走线：PWM 输出到 MOSFET 栅极的走线尽量短（<10mm），并远离解调和检测走线。
• 高侧电流检测走线：HSCSP/HSCSN 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。
• Q 值检测走线：QD 引脚外接 RC 网络靠近芯片，走线远离功率节点。
• 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。
• 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。80W 大功率建议加装散热片或强制风冷。
• MPP 磁铁影响：磁铁下方避免铺设敏感信号线，防止磁场干扰。

9. 订购信息与技术支持

CXLB74241 采用 QFN48L 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、MTP 烧录服务和 FAE 现场支持。