拆解:贝兰德25W无线充电模块——支持风扇+半导体制冷扩展

当无线充电功率来到25W,发热就成了绕不开的课题。既要速度快,又要温度低——这对PCB布局、芯片选型和散热结构都提出了更高要求。贝兰德推出的一款25W磁吸无线充电模块。它支持加装风扇+半导体制冷片,为高功率场景提供主动散热选项。下面我们来看看这套方案是怎么设计和实现的。

 


一、模块概览:紧凑布局,为散热而生

 

PCB尺寸为60×57mm,属于紧凑型设计。最引人注目的是板中心镂空——特意留出的制冷片安装位。半导体制冷片可嵌入其中,直接贴在线圈背面,将充电过程中产生的热量主动抽走,可配合风扇形成完整的风道散热系统。模块支持磁吸功能,线圈周围贴有一圈磁铁,与iPhone MagSafe及未来Qi2安卓设备完美兼容。

 

 

 


二、核心元件:主控+全桥,一芯三充

 

 1、主控芯片:贝兰德D9812 

位于PCB左下角,是贝兰德D9812一芯三充无线充电主控芯片。

 

 

D9812芯片的核心参数如下:

项目

参数

标准兼容

WPC Qi2.2,支持MPP/EPP协议

内核频率

72MHz

PWM频率

高达200MHz

快充协议

PD3.0(PPS)/QC3.0

保护功能

Cycle By Cycle 硬件级OCP

其他

优化EMC及噪声,驱动速度可调

封装

QFN48,6×6mm

 


①广泛的功率与标准支持
D9812兼容最新WPC Qi2.2规范,支持MPP(磁功率分布图)和EPP(扩展功率分布图)协议。覆盖的功率等级非常完整:5W/7.5W/10W/15W(EPP和MPP) /25W(MPP)。这意味着无论是老旧Qi设备、当前主流的15W安卓旗舰,还是最新iPhone的25W磁吸快充,一颗芯片全部兼容。

 

 

 

 

②强大的处理核心
内核频率72MHz,PWM频率高达200MHz。高主频保证了实时通讯和解码能力,而200MHz的PWM频率让能量传输更加精细平滑,有助于降低电磁干扰(EMI)并提升效率。

 

③独特的混合解调技术
D9812采用数字解调+模拟解调相结合的方式,相比纯数字解调方案,大幅提升了MPP模式下通讯的抗干扰能力和解码成功率。尤其是在线圈耦合偏移或存在噪声的环境中,这一优势更加明显。

 

④集成Type-C控制器与快充协议
芯片内部集成了Type-C控制器,支持PD3.0/2.0和QC2.0协议。这意味着模块可以直接与PD或QC适配器握手,请求5V/9V/12V/15V输入电压,无需额外协议芯片,简化了BOM。

 

 

 

 

⑤完善的保护机制
Cycle By Cycle硬件级OCP:逐周期过流保护,能在每个开关周期内检测电流异常,响应速度远快于软件保护,有效防止线圈短路或过载损坏。

FOD(异物检测):通过持续监测功率传输效率和Q值检测,识别金属异物,避免异物涡流发热引发危险。
UVLO、OVP、OTP:欠压、过压、过温保护一应俱全。

 

⑥一芯三充,灵活扩展
D9812的本质是一颗三通道无线充电发射控制器,可以同时控制三路独立的无线充电设备。在其他参考设计中,D9812可以同时驱动两个25W MPP线圈外加一个5W耳机线圈,充分体现了“一芯三充”的架构优势。

 

 

D9812双25W参考设计

 


⑦调试与量产便利性

芯片支持USB在线升级固件,无需专用烧录器。产品出厂后如需适配新手机或优化算法,通过USB口即可完成更新,降低了维护成本。

 


 2、全桥芯片:贝兰德D9015A 

位于PCB右上角,靠近线圈接线处。D9015A负责驱动线圈产生交变磁场,与D9812配合完成完整的无线充电发射方案。

 

 

除此之外,板子上方设有USB-C口、LED指示灯和4.7μH合金电感。电感用于功率转换,损耗低、温升小。

 

 

外置NTC(热敏电阻)接口特写。

 

 

指示灯上电后特写:上电后亮起,然后熄灭。

 

 

NPO谐振电容特写。该电容温度稳定性高,能保证谐振频率不漂移。

 

 

 

三、散热设计:预留主动散热能力

 

这是这款模块的结构亮点:PCB中心镂空,为半导体制冷片留出了安装位。加装制冷片+风扇后,可以进一步降低线圈和PCB的温度,适合游戏充电支架、长时间高功率输出等对温度敏感的场景。下面是模块关于温升的测试数据:

 

 

 

在未加装半导体制冷片和风扇的情况下,25W持续输出,最高温度仅为65℃。这远低于很多同类方案(通常在70-80℃)。这得益于D9812的高效率设计和优化后的PCB布局。如果加装半导体制冷片和风扇,温度可以进一步降低——这也是该模块镂空设计的初衷,这也给需要极致散热的客户提供了选择空间。

 

 

四、上电实测:兼容苹果MagSafe

 

上电测试:连接PD电源,蓝色指示灯亮起后熄灭(待机状态)

放置测试架,测试结果如下图:

 

 

 

 

放上支持MagSafe的iPhone,手机弹出充电动画,表明成功进入MPP 25W模式。

 

 

 


五、总结:灵活散热高功率无线充模块

 

这款贝兰德25W无线充电模块,在60×57mm的小尺寸内,完成了主控+全桥+散热预留位的集成设计。

 

亮点

说明

灵活散热

PCB中心镂空,可选装半导体制冷片+风扇

基础温控优秀

无主动散热时,25W满载温升仅38℃,最高65℃

强劲主控

D9812支持Qi2.2 MPP 25W,一芯多充

即放即充

兼容苹果MagSafe,上电弹窗,体验接近原装

可靠保护

硬件级OCP、FOD、过温保护等

 


对于追求高功率、低发热的无线充电产品——无论是桌面磁吸支架、游戏充电座,还是车载无线充——这款模块提供了一套可灵活选配散热的参考设计。

对温度要求不高的产品,可以直接使用;对温度敏感的高端产品,加装制冷片和风扇即可获得更低的工作温度。

 

 

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