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一、市場與標準

功率段：Qi2 EPP/MMP 15 W（Max），向下兼容 5 W/7.5 W/10 W，30 min 可為 4500 mAh 旗艦機回血 55 %，成為車載前裝與桌面零售“黃金檔位”。

標準演進：Qi2 引入 360 kHz 磁吸對準 + 280 mW 待機功耗限值，2024-09 強制認證；蘋果 iPhone 15 系列已原生支持，安卓陣營 2025 全面跟進。

二、芯片與架構對比

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復制

芯片 功率級 協議 效率 特色 代表機型

NU8015Q（伏達） 外置 MOS Qi2 EPP 84 % 車規 -40~105 ℃，CAN-FD 廣汽傳祺前裝

IP6822（英集芯） 內置全橋 Qi/EPP 15 W 82 % 單芯片，BOM 最簡 華為 15 W 立式

SW5101（智融） 外置 MOS Qi2 MPP 83 % 數字調壓，I2C 接口 小米磁吸無線充

結論：車規級選 NU8015Q，成本敏感選 IP6822，需要數字調壓選 SW5101。

三、硬件架構（以 NU8015Q 為例）

功率級

全橋拓撲，外置 4 × 30 V/13 mΩ MOS，開關頻率 127 kHz-360 kHz 可編程，15 W 輸出時線圈峰值電流 3 A，效率 84 %（20 V 輸入段）。

諧振電容 4 × 100 nF/50 V NPO，溫漂 ±30 ppm，保證 360 kHz 下容量穩定。

數字解調

內置 12 bit 電壓/相位 ADC，兼容 Qi2 FSK/ASK 雙向通信，誤碼率 < 0.1 %，支持 2 kbit/s 加密 MPP 數據包。

三線圈切換

3 組 30 mm 線圈呈“日”字布局，X-Y 偏移±15 mm 仍保持 80 % 耦合系數；線圈選擇由 60 V/7.7 mΩ NMOS 矩陣完成，切換時間 < 5 ms，手機橫豎隨意放。

輸入電源

USB-C PD 5 V?2 A / 9 V?2 A / 12 V?1.5 A 三檔自適應，南芯 SC8101Q 同步降壓，效率 96 %，板載 30 V TVS，可熱插拔 24 V 車載電池不損壞。

熱管理

鋁合金中框+導熱墊+背面鍍鋅鐵板三重被動散熱，滿載 15 W 時模塊溫升 ≤ 18 ℃，無需風扇即可長期滿載。

車規級可靠性

主控 NXP S32K142H（-40~105 ℃）、功率級 NU8015Q（AEC-Q100 Grade2）、CAN-FD 總線接口，已批量前裝廣汽傳祺、本田、比亞迪等車型。

四、關鍵性能實測（NU8015Q 前裝模塊）

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復制

項目 規格 備注

輸入電壓 5-20 V 兼容 QC3.0/PD3.0

輸出協議 Qi2 EPP/MMP 360 kHz，280 mW 待機

線圈偏移 ±15 mm 耦合系數保持 80 %

峰值效率 84 % 20 V 輸入，15 W 輸出

待機功耗 280 mW 滿足 Qi2 待機限值

切換時間 < 5 ms 三線圈自動選擇

工作溫升 ≤ 18 ℃ 25 ℃ 環境，15 W 滿載

PCB 尺寸 42 × 68 mm 雙層板，單面貼片

五、設計/量產要點

線圈選型：30 mm × 1 mm 利茲線 105 股，DC 電阻 65 mΩ，Q 值 > 80@360 kHz，保證 15 W 低損耗。

MOS 選型：30 V/13 mΩ，Ciss ≤ 600 pC，封裝 DFN3×3，雙顆并聯可分散熱源，降低 5 ℃ 溫升。

諧振電容：NPO 材質，100 nF/50 V，4 顆并聯，溫漂 ±30 ppm，360 kHz 下容量衰減 < 1 %。

EMI 抑制：127 kHz-360 kHz 頻率抖動±5 %，功率邊沿斜率可編程，傳導余量 > 6 dB，無需共模電感即可過 CISPR25 Class 3。

熱設計：鋁板厚度 2 mm，導熱墊 0.5 mm，導熱系數 3 W/m·K，15 W 時芯片結溫 < 95 ℃。

認證策略：Qi2 認證需過 360 kHz 通信壓力、280 mW 待機、±15 mm 偏移效率跌落 < 30 %；板級預留 0.2 mm 安規間距，VCOIL 走線 2 oz 銅。

固客化：NU8015Q 開放 I2C 調頻/調壓/調相位，可二次開發；IP6822 則把全橋驅動、解調、協議做成單芯片，開發周期從 6 周壓縮到 2 周。

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