Alimentation sans fil pratique et efficace en déplacement avec Qi2
par Paul Hollingworth, vice-président directeur des ventes et du marketing
Bien qu'elle ne soit pas encore omniprésente, la recharge sans fil est devenue largement accessible aux utilisateurs de smartphones, de nombreux téléphones actuels permettant un transfert d'énergie sans fil. Cela permet aux consommateurs d'alimenter leurs téléphones à partir d'unités de charge autonomes et de blocs de charge intégrés dans des surfaces de travail, des meubles et, plus récemment, des véhicules.
Le chargement d'un téléphone pendant les déplacements est une priorité pour les acheteurs de voitures qui, de plus en plus, comptent sur leur appareil pour la navigation, la musique, les connexions vocales et d'autres services pendant leurs voyages. En plus de l'alimentation filaire par USB, la recharge sans fil est rapidement adoptée par les constructeurs qui cherchent à créer des expériences dans l'habitacle qui répondent aux besoins de leurs clients férus de technologie et dépendants des gadgets. Par conséquent, le marché mondial des chargeurs sans fil pour l'automobile, estimé à 1,3 milliard de dollars américains en 2022, devrait progresser à un taux de croissance annuel moyen impressionnant de 21,9 % jusqu'en 20321.
Solutions de charge
La plupart des systèmes de recharge dans l'habitacle utilisent le Qi (prononcé "chee"), une norme d'interface ouverte développée par le Wireless Power Consortium (WPC) qui définit le transfert d'énergie sans fil avec recharge par induction. Qi permet des solutions compactes et rentables qui garantissent une interopérabilité totale entre la station de recharge sans fil du véhicule et le téléphone portable.
Récemment, le WPC a dévoilé Qi2, une mise à jour importante de la norme qui améliore à la fois l'efficacité et la facilité de chargement. Un élément clé de cette norme est le profil de puissance magnétique (MPP) qui utilise des aimants pour positionner le smartphone. Le MPP permet une recharge plus rapide et plus conviviale en alignant automatiquement le smartphone sur les bobines de recharge par induction afin d'obtenir une efficacité maximale du transfert d'énergie. De plus, dans le cas d'applications dans l'habitacle, les aimants garantissent que le téléphone reste en position, quels que soient les mouvements du véhicule ou les secousses du trajet. Autre avantage, la norme Qi2 réduira considérablement l'usure de la batterie, en rechargeant un appareil mobile pendant un trajet et en permettant un fonctionnement à plus de 50 % de l'état de charge.
L'amélioration de l'expérience des utilisateurs en cabine est une priorité pour indie (voir notre Blogue précédent) et l'entreprise développe des semi-conducteurs de recharge sans fil basés sur la technologie Qi qui rassemblent, dans une seule puce, des composants et des sous-systèmes externes auparavant discrets. Ce haut niveau d'intégration permet aux équipementiers automobiles de simplifier la conception du système, de réduire le nombre de composants, le facteur de forme et le coût, et de minimiser le temps de développement et de prototypage.
Prenons l'exemple de l'appareil récemment lancé, le iND87200 IC. Qualifié pour l'automobile selon la norme AEC-Q100 Grade 2, le CI iND87200 est entièrement conforme à la spécification WPC 1.3 et prend en charge les technologies Qi2 et MPP.
Outre l'intégration de l'onduleur DC-DC et des blocs de gestion de l'énergie, le dispositif incorpore des circuits de détection de puissance avancés qui permettent de surveiller en temps réel l'impédance et la phase du système. Contrairement à d'autres solutions, cette capacité permet aux concepteurs de systèmes d'optimiser les algorithmes de réglage et de charge pour permettre des fonctionnalités intelligentes telles que la détection de corps étrangers. La fonctionnalité de gestion de l'alimentation intégrée permet une connexion directe au bus d'alimentation automobile, tandis qu'un moteur de démodulation ASK (amplitude-shift keying) unique permet un fonctionnement robuste avec différentes combinaisons de filtrage et d'adaptation des bobines.
Les iND87200 combine un processeur Arm® Cortex® M4F avec 2 Mo de Flash intégrée et 256 Ko de SRAM avec un processeur Arm® Cortex® M0 dédié à la pile WPC. Cela permet à l'appareil d'exécuter des logiciels spécifiques à l'utilisateur sans contraintes de timing et d'interruption liées à la pile WPC.
Démonstration de la recharge sans fil au MWC2023
Lors de la conférence mondiale sur la téléphonie mobile (MWC) qui s'est tenue à Barcelone en 2023, indie a joint ses forces à celles du WPC, qui présentait une variété de solutions de recharge sans fil de nouvelle génération.
Les visiteurs du stand WPC ont pu assister à une démonstration pratique avec l'écran de la console centrale personnalisé d'indie(figure 2) et tester la performance de la recharge sans fil avec une variété de téléphones. La démonstration, qui mettait en scène le iND87200 à l'intérieur du socle de charge, a montré une distribution d'énergie très efficace pour une charge optimisée et rapide, ainsi que les avantages de l'alignement magnétique et du couplage inductif étroit qui résultent de la prise en charge du MPP par la puce.
Paul Golden, directeur marketing du Wireless Power Consortium, a commenté l'événement : "De la navigation au divertissement, pour un nombre croissant de conducteurs, les smartphones sont un complément essentiel des systèmes d'info-divertissement embarqués. La possibilité de recharger commodément ces appareils est un élément critique du voyage et les systèmes sans fil qui rendent la recharge simple et efficace sont fondamentaux pour améliorer l'expérience dans l'habitacle. indie aide les constructeurs automobiles à offrir ces expériences améliorées en fournissant des technologies SoC avancées qui combinent une recharge de haute performance avec une mise en œuvre simplifiée et efficace."
Résumé
Les conducteurs et les passagers attendent des véhicules qu'ils offrent des expériences de voyage sûres, engageantes et productives, y compris une interface transparente et un chargement rapide des smartphones pendant le trajet. Le chargement sans fil basé sur la dernière norme WPC Qi2 apporte un nouveau degré de liberté et de commodité pour les occupants du véhicule, et indie est ravi de permettre cela avec des innovations de silicium de haute performance et rentables telles que l'iND87200.