CXLB74232 双向无线功率收发器 SoC
30W 接收/发射 | 输出高达 20V/2A | Qi 2.0 BPP/EPP | 效率97% | 双通道Tx解调 | I2C主从接口

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年5月 | 型号：CXLB74232

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXLB74232是一款高集成度双向无线功率系统级芯片（SoC），支持高达30W 功率传输（接收模式），并可作为无线充电发射器为其他 Qi 兼容设备供电。该芯片完全兼容 WPC Qi 规范 2.0 的基线功率协议（BPP）和扩展功率协议（EPP），同时支持主流私有快充协议。其显著特点是可编程输出电压高达 20V（电流限值最高 2A），为需要更高电压充电的应用（如 2 串锂电池设备、平板电脑）提供了理想选择。基于磁感应充电技术，CXLB74232 实现了高达97% 的 AC-DC 转换效率，内部集成 ARM Cortex M0 处理器（16KB SRAM + 16KB MTP）、自适应全同步整流器和高性能 LDO。芯片还集成了双向电流检测、双通道 Tx 解调以及硬件 ASK/FSK 调制解调功能，支持独立的 I2C 主接口和从接口，以及丰富的可配置 GPIO，采用 3.25mm × 3.66mm 72-WLCSP 封装，是旗舰智能手机、高端无线充电宝、平板电脑及其他需要高压输出的 TRx 设备的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

随着无线充电生态的演进，不仅需要大功率充电，还出现了对更高充电电压的需求（如 2 串锂电池平台、USB-C 高压直充等）。CXLB74232 应势而生：作为一款高性能双向无线功率 SoC，它既能作为接收器从 Qi 充电器获取高达 30W 功率，并支持输出电压可编程至 20V，也能配置为发射器向外输出功率。芯片内部集成 ARM Cortex M0 处理器与 16KB MTP（多次可编程存储器）和 16KB SRAM，提供更充裕的程序和数据空间，支持复杂协议栈和在线升级。创新的双通道 Tx 解调功能可在发射模式下同时与两个接收器通信；全集成双向电流检测无需外部运放；I2C 主接口允许芯片主动访问外部设备（如 PMIC、电量计），从接口供外部主控配置。CXLB74232 的推出使得高端智能手机、平板电脑、工业设备及无线充电宝能够以单芯片实现灵活的高压无线充放一体方案。

2. 主要特点与技术亮点

• 双向功率传输（TRx）：接收模式最高 30W（可编程输出：最高 20V / 2A），发射模式支持 Qi BPP 5W 及私有协议扩展。
• 超高效率：AC-DC 转换效率高达 97%（典型条件），得益于全同步整流和超低 RDS(ON) MOSFET（<25mΩ）。
• 强大的处理核心：ARM Cortex M0 @ 64MHz，内置 16KB SRAM + 16KB MTP，支持复杂私有协议栈及算法，支持在线升级。
• 双通道 Tx 解调：集成两路独立的 ASK 解调电路，可在发射模式下同时与两个接收器通信，实现多设备充电管理。
• 全集成双向电流检测：无需外部运放，实时高精度监测输入/输出电流，提升 FOD 性能和系统可靠性。
• 硬件 ASK 与 FSK 调制解调：完全兼容 Qi 2.0 双向通信标准，支持私有扩展协议。
• I2C 主从双接口：独立的 I2C 从接口用于外部主控配置；独立的 I2C 主接口可连接外部 PMIC、电量计、传感器等，实现智能化电源管理。
• 宽输出范围：可编程输出电压 3.3V~20V，步进 10mV，电流限值最高 2A，适用于多种电池平台。
• 可编程输出特性：内置 LDO 具备快速瞬态响应和输出钳位。
• 完备的保护机制：异物检测（FOD）、输出过压（OVP）、过流（OCP）、短路保护（SCP）、过温保护（OTP）。
• 封装：72-ball WLCSP，3.25mm×3.66mm（8×9 球阵列），超小尺寸，无卤素，RoHS 合规。

3. 引脚封装说明（占位图）

CXLB74232 采用 72-ball WLCSP 封装（8×9 球阵列），球距 0.4mm。球阵布局优化了电源、模拟和数字信号分区，为高电压输出和大电流路径提供专用引脚。关键功能引脚包括 AC1/AC2（线圈输入）、VOUT（可编程输出，最高 20V）、VBUS（发射模式供电）、I2C_SCL/I2C_SDA（从接口）、I2C_MASTER_SCL/I2C_MASTER_SDA（主接口）、多个 GPIO、电流检测差分输入等。完整引脚映射请参考官方数据手册。

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）

以下为 CXLB74232 的极限参数和典型电气特性，设计时需严格遵循，确保系统长期稳定运行。

6. 工作原理与关键技术深度解析

6.1 双向功率拓扑与高压输出能力

CXLB74232 内部集成的全桥电路既可工作于同步整流模式（接收），也可配置为逆变模式（发射）。其 LDO 后级可支持高达 20V 的可编程输出电压，满足 2 串锂电池（8.4V 满充）或 USB PD 高压充电需求。通过 I2C 接口动态调整输出电压，芯片可与后端充电 IC 协同工作，实现恒流恒压充电曲线。

6.2 双通道 Tx 解调技术

传统无线充电发射器只能与单个接收器通信。CXLB74232 集成了两路独立的 ASK 解调电路，在发射模式下可同时监测两个接收器的负载调制信号。这一特性对于同时为多个设备充电（如智能手表+手机）的场景至关重要，芯片能够分别解析两个接收器的功率请求和状态信息，并通过时分或轮询方式管理功率分配。硬件解调降低了 M0 处理器的负担，确保实时响应。

6.3 全集成双向电流检测与 FOD 增强

芯片内部集成了高精度双向电流检测放大器，可直接连接外部低阻值采样电阻，无需额外的运放或 ADC。在接收模式下检测输出电流，在发射模式下检测输入电流，实现功率的精确计算。FOD 算法利用电流和电压数据实时计算功率损耗，配合线圈特性校准，有效识别金属异物，确保安全充电。双向电流检测还支持系统级的电源监控和电量统计。

6.4 I2C 主从双接口架构

CXLB74232 提供了两个独立的 I2C 接口：从接口用于外部主控（如手机 AP 或 MCU）配置芯片寄存器、读取状态信息；主接口则允许芯片主动访问外部设备，例如控制电源管理 IC（PMIC）调整系统电压、读取电池电量计或 NTC 温度传感器。这种架构极大增强了系统集成度，减少了主控 MCU 的负担，并支持更复杂的电源管理策略。

6.5 硬件 ASK/FSK 调制解调与 Qi 2.0 兼容

芯片全面支持 Qi 2.0 规范要求的双向通信：接收时通过 ASK 调制向发射器发送数据包；发射时通过 FSK 调制向接收器发送指令。硬件实现的调制解调模块确保低延迟和高可靠性，同时支持私有协议扩展，为厂商定制化预留空间。

7. 基于 CXLB74232 的双向 30W 无线充电设计实例（20V 输出）

设计目标：30W 接收能力，输出 20V/1.5A 为 2 串锂电池充电（8.4V 恒压），同时具备 5W 发射能力，用于高端工业手持设备或平板电脑。

• 线圈与谐振网络：选用符合 Qi EPP 标准的线圈（电感量 6.3μH~10μH，DCR<30mΩ），串联谐振电容根据工作频率选择（典型 127kHz 下 Cs≈220nF）。发射和接收共用同一线圈，通过芯片内部模式切换。
• 输出配置：接收模式下 I2C 设置 VOUT=20V，电流限值 1.6A（30W）；发射模式下 VBUS 输入由电池降压供电（典型 5V），通过芯片内部逆变输出。
• 电流检测：在 VBUS 或 VOUT 路径上串联 5mΩ 采样电阻，差分信号直接接入芯片的 CSP/CSN 引脚，无需外部放大器。
• 热设计：72-WLCSP 底部需设计密集热过孔阵列，建议 8×9 个过孔（0.25mm 孔径），连接至底层地平面。30W 连续接收时 PCB 温升控制在 45℃ 以内。
• I2C 主接口应用：芯片通过 I2C 主接口读取电池电量计（如 CXLE 系列），根据电池电压动态调整输出电压（从 16V 到 20V 分段）和限流值，实现恒流恒压充电管理。
• 双通道解调应用：在发射模式下，两个解调通道分别连接到两个不同区域的线圈（或通过切换网络），以实现对两个设备的充电管理。

实测数据：接收模式输入 30.9W，输出 20.0V/1.5A = 30W，效率 97.1%；发射模式输出 5.2W（效率 85%）；双通道解调在同时连接两部手机时通信稳定。该设计已通过 Qi EPP 兼容性预测试。

8. PCB 布局与散热专业建议

由于 CXLB74232 支持 30W 双向功率传输且输出电压高达 20V，合理的 PCB 布局对性能、热管理和 EMI 至关重要。

• 功率环路最小化：AC1/AC2 走线应短且对称，谐振电容紧邻芯片放置。接收模式下 VOUT 和 GND 环路、发射模式下 VBUS 和 GND 环路面积均应尽可能小，使用多层板内层铺铜。高电压输出 VOUT 走线需注意电气间隙。
• 散热过孔阵列：芯片底部焊盘区域需采用 8×9 或更多过孔阵列（孔径 0.25mm，电镀填平），连接至底层连续地铜平面，确保热传导。
• 电流检测走线：CSP/CSN 差分信号应从采样电阻两端独立引出，并排走线，避开功率和时钟信号，建议包地处理。
• I2C 双接口布局：从接口和主接口分别布线，避免交叉耦合；上拉电阻靠近芯片或目标器件放置。
• 双通道解调输入：两个解调输入引脚（DEMOD1/2）需远离大电流开关节点，建议使用短走线并增加 RC 滤波。
• 输入滤波：在 AC1/AC2 输入端预留共模电感或磁珠位置，抑制传导和辐射 EMI。
• 高压输出注意：VOUT 输出电容应选用耐压 25V 以上的 X7R 或 MLCC，布局靠近芯片。

遵循以上建议可确保 CXLB74232 在 30W/20V 应用中稳定工作，并通过 Qi 认证及 EMI 测试。

9. 订购信息与技术支持

CXLB74232 采用 72-WLCSP 封装（3.25mm×3.66mm），工作温度范围 -40℃~85℃。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括 TRx 参考设计、双向协议栈源代码、I2C 主接口示例代码和 FAE 现场支持。