Par Fred Jarrar, vice-président et directeur général de l'unité commerciale Power and ASIC d'indie Semiconductor
Le chargement sans fil devient un élément essentiel pour les conducteurs et les passagers. La commodité de pouvoir poser un appareil sur un socle de charge sans avoir à se connecter à des cordons ou des câbles, ainsi que l'attrait d'un environnement épuré et moderne dans l'habitacle, contribuent au confort général et à l'expérience de conduite. Cette caractéristique s'avère être plus qu'une tendance, car les consommateurs attendent un accès à la demande aux services de navigation, de musique et d'applications. En fait, le marché mondial des chargeurs sans fil automobiles à semi-conducteurs est estimé à 1,3 milliard de dollars américains pour 2022 et devrait atteindre 9,5 milliards de dollars d'ici 2032, ce qui représente un taux de croissance annuel composé de 22 % au cours de cette période.
Dans sa forme la plus simple, la recharge sans fil élimine le câble habituellement nécessaire pour recharger les appareils portables grand public. Plutôt que de connecter un appareil portable directement à une source d'alimentation via un câble, l'appareil peut être rechargé via un émetteur d'énergie sans fil. La recharge sans fil n'est pas une technologie nouvelle. Elle existe depuis la fin du XIXe siècle, lorsque le pionnier de l'électricité Nikola Tesla a démontré le couplage magnétique résonant. Tesla a découvert la possibilité de transmettre de l'électricité dans l'air par l'intermédiaire d'un champ magnétique entre deux circuits, l'un émetteur, l'autre récepteur.
Pendant près de 100 ans, cette prouesse technique n'a pas eu de cas d'utilisation pratique - il s'agissait d'une solution à un problème de société qui n'avait pas encore été découvert. Cependant, au cours des dernières décennies, nous avons assisté à une révolution dans le domaine de l'électronique basée sur les semi-conducteurs, ce qui a entraîné un besoin d'appareils portables alimentés par des batteries dans des applications aussi diverses que l'électronique grand public, les soins de santé et la fabrication. Dans le cas de l'industrie automobile, les occupants du véhicule s'attendent à pouvoir utiliser et accéder à leurs appareils portables en déplacement, et la commodité du chargement sans fil dans l'habitacle représente donc un complément naturel au chargement filaire. Toutefois, pour garantir la compatibilité des solutions de recharge sans fil et le choix des consommateurs, la normalisation mondiale est essentielle.
Lancée en 2010 sous la supervision du Wireless Power Consortium (WPC), la norme Qi (prononcez "chee") est axée sur les appareils électroniques mobiles tels que les smartphones, les tablettes, les smartwatches et d'autres appareils portables grand public. Actuellement, plus de 9 000 produits certifiés Qi sont disponibles sur le marché, établissant la norme internationale en matière de sécurité, d'interopérabilité et d'efficacité des appareils grand public compatibles avec la recharge sans fil.
Annoncée début 2023, la nouvelle génération, la norme Qi 2.0, unifie l'industrie de la recharge sans fil sous une seule norme mondiale, éliminant la confusion des consommateurs et permettant une plus grande interopérabilité des appareils. La norme Qi 2.0 introduit également le profil de puissance magnétique (MPP), une capacité particulièrement pertinente pour les conceptions automobiles, offrant une charge plus rapide et plus fiable en alignant automatiquement les smartphones avec une bobine de charge inductive, maintenant l'appareil en position indépendamment du mouvement du véhicule. Le manque de fiabilité de la charge a été une plainte fréquente des consommateurs au sujet de la charge sans fil en déplacement, et la fonction MPP de Qi 2.0 contribuera à résoudre ce problème frustrant.
indie développe des systèmes sur puce (SoC) de recharge sans fil hautement intégrés et conformes à la norme Qi, avec une feuille de route de nouveaux produits évoluant pour prendre en charge la dernière génération de normes.
L'iND87204 d'indie, un nouveau SoC de charge sans fil, offre le plus haut niveau d'intégration de système et est entièrement qualifié AEC-Q100 Grade 2, simplifiant et accélérant ainsi le développement de solutions rentables de charge d'appareils dans l'habitacle. L'iND87204 apporte un niveau inégalé d'intégration de semi-conducteurs, réduisant simultanément l'empreinte d'implémentation et la nomenclature externe jusqu'à 50 % par rapport aux solutions existantes. Le dispositif délivre également jusqu'à 15 W de puissance et comprend un logiciel clé en main transparent, aidant les constructeurs automobiles à offrir à leurs clients une expérience sans fil fiable et toujours active dans l'habitacle.
La conception double cœur de l'iND87204 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. Cette approche libère les ressources de calcul du SoC pour l'exécution de logiciels spécifiques à l'utilisateur sans contraintes de timing et d'interruption liées à la pile WPC. De plus, la solution de charge sans fil d'indieintègre la gestion de l'énergie nécessaire, le convertisseur DC-DC, le conditionnement des signaux, les pilotes d'onduleurs WPC, les FET de puissance ainsi que les pilotes de LED et de ventilateurs. La solution comporte également une large gamme d'interfaces série telles que CAN 2.0B, LIN, I2C, SPI et UART qui offrent de multiples options de connectivité au véhicule et à d'autres périphériques.
Schéma fonctionnel du iND87204, un circuit intégré hautement intégré pour la recharge sans fil dans l'habitacle
Il est clair que les consommateurs et les constructeurs automobiles reconnaissent la valeur de la recharge sans fil. La commodité et l'accès qu'elle offre aux consommateurs en déplacement font qu'il existe une forte demande pour une recharge sans fil rentable dans l'habitacle. Il s'agit peut-être de l'innovation séculaire de Nikola Tesla, mais les constructeurs automobiles sont de plus en plus nombreux à constater la valeur de l'alimentation sans fil pour une expérience agréable à bord des véhicules. indie continuera à soutenir le travail du WPC et à aider ses partenaires mondiaux à développer des solutions innovantes pour offrir des solutions de recharge sans fil avancées qui améliorent l'expérience à l'intérieur de l'habitacle, tant pour le conducteur que pour les occupants du véhicule.