前言
随着无线充电成为智能座舱的标配,高功率输出与主动散热设计正成为前装无线模块突破体验瓶颈的关键。在这方面,特斯拉的方案同样颇具代表性。
最近,充电头网拿到了特斯拉一款型号为WC8的前装车载无线充电模块。
该模块采用双区域快充设计,可支持最高50W + 30W的双机同时输出。在散热设计方面,其内部集成了主动式双涡轮风扇散热架构,以降低手机在持续高功率快充状态下的发热。
接下来,我们将通过深度拆解,为您解析这款前装高功率车载无线充电模块的内部设计与用料。
产品外观

特斯拉WC8无线充电模块正面无线充电面板采用了一整块大面积的绿色PCB基板,四周设有黑色的塑料固定卡扣与安装孔位,方便在车身内部进行组装固定。

整个产品的PCB基板设计十分规整,左右两侧为对称设计,中间设有黑色的塑料隔离槽作为结构骨架绿色基板上贴有长条状的黑色泡棉,能有效在车辆行驶中起到缓冲防震作用。同时产品中央设有出风口,降低手机充电时的发热。

从侧面视角观察,模块整体具有一定的厚度,这主要是因为产品搭载了主动散热的双涡轮风扇组件。

来着产品的另一面,可以看到大面积的银色金属外壳,以及黑色双涡轮风扇模块。

产品采用定制化的接口供电。

产品的铭牌如下:
产品名:无线手机充电器
型号:WC8
输入:10Vdc-15.8Vdc
输出:50W+30W MAX
中国制造

该产品通过了Qi、CE、MIC、KC等认证。
产品尺寸重量

测得产品整体的长度约为 172.79mm。

测量产品的厚度约为160.37mm。

测得整体的最大厚度约为36.01mm。

将充电器放置于电子秤上,测得整体重量约为539.1g,份量十足。

将该模块放置成年男性掌心,大小如图所示。
简单看过产品外观以及尺寸重量数据,接下来进入实际的产品拆解环节。
特斯拉WC8无线充电器拆解

卸下正面外壳后,映入眼帘的是左右两侧对称设计的无线充电线圈模块。

绿色PCB外壳的背面,除两个无线充感应区域外其他部分覆盖大面积减震泡棉,顶部设有接地触点。

产品具备双充电位,每个充电位采用双线圈设计,并采用了多股利兹线并排绕制,能带来更大的充电感应面积,底部还设有接地触点。

线圈出线端共有四根引线,与下方PCBA连接,并注有白色的绝缘固定胶。

将模块进行完全分解。由上至下、由左至右分别为:中框、双风扇散热模块、前盖板、L型的无线充电PCBA板,以及底部金属外壳。

拆下的双涡轮散热风扇模块,可见其采用触点接触取电,背面还设有导风槽。

风扇由JORAY提供,型号BF050E12PLX003,规格为12V 0.2A。

PCBA正面如图所示。

PCBA背面如图所示。
先看PCBA正面左侧的布局。

一颗同步降压芯片来自MPS芯源,型号为MPQ4323GDE-AEC1-Z,采用QFN12封装。该芯片是一款频率可调的同步降压开关变换器,它内部集成上下管功率MOSFET,采用峰值电流控制模式,可实现高达 3A 的高效输出电流。

一颗TVS二极管丝印ORNX。

一颗用于供电切换控制的MOS管,丝印2520。

一颗降压合金电感。

五颗贴片固态滤波电容,规格为25V 56μF。

内置的MPS芯源MPQ4263是一款集成了两个低侧MOSFET的升降压芯片,采用QFN20封装。在特定输入电压供电范围内,该器件能够以极高的效率提供高达140W的峰值输出功率,非常适合用于USBPD快充应用,并且可以通过I2C接口与外部USB PD控制器协同工作。

两颗高侧升降压MOS管同样丝印2502。

一颗升降压合金电感。

其中一颗无线充发射芯片来自NXP恩智浦,型号为MWCT2016SHVPA,采用MAXQFP100封装。
这是一颗多线圈无线充电发射器IC符合AUTOSAR软件规范,提供完整的控制器功能,可在汽车环境中实现无线充电发射器解决方案。内置安全芯片契合Qi 2.x应用的需求。

产品采用的无线充功率级来自伏达,型号为SN90050Q,采用QFN21封装。该芯片是一款车规级无线功率发射芯片,支持 3V 至 27V 的宽输入电压范围,瞬态耐压可达 35V,最高输出功率可达50W。
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该芯片采用全桥架构,集成了四路12mΩ低导通电阻的全桥功率 MOSFET,搭配经过优化的低EMI栅极驱动电路,可有效提升系统效率。

SN90050Q内置高精度输入电流检测电路(±1%精度,支持异物检测FOD),支持自适应死区时间控制、5V LDO稳压电源及I2C接口,支持多通道充电地址配置。
内置多种保护机制,包括输入欠压/过压保护、过流保护、短路保护及过温保护,并可通过开漏INT引脚实时反馈故障状态。
其电流检测放大器支持增益可调,配合外置电流检测电阻,可精准监测输入功率损耗,满足Qi EPP协议对FOD的要求。

一颗用于无线通信的MCU来自德州仪器,型号为CC2642R-Q1,采用VQFN48封装,这是一颗车规级SimpleLink蓝牙5.2低功耗微控制器,以与其他设备通信。MCU上方还配有一颗晶振。

4颗NPO谐振电容。

另外两颗NPO谐振电容以及一个电感。

两颗无线充电线圈切换MOS来自DIODES,型号为DMTH10H017LPDQ,规格为耐压100V,导阻13.7mΩ,双NMOS,采用PowerDI5060-8封装。

PCBA背面还设有另外一颗无线充电线圈切换MOS以及NPO谐振电容。
再来看PCBA正面右侧的布局。

负责另一路无线充的一颗MPS芯源MPQ4263升降压芯片。

另外两颗丝印2502的高侧升降压MOS管。

另外两颗负责另一路滤波的25V 56μF 固态电容。

两颗25V 56μF固态滤波电容。

还有一组25V 56μF固态滤波电容。

用于另一路无线充的功率级芯片同样为伏达SN90050Q。

另一路的NPO无线充谐振电容。

另一路无线充的两颗DIODESDMTH10H017LPDQ无线充线圈切换MOS。

背面同样设有另外一颗无线充电线圈切换MOS以及NPO谐振电容。
最后再来看下PCBA的背面布局。

伏达NUQ1520是一款专为Qi 2标准设计的高集成度无线充电发射端控制芯片,主打高效与私有加密功能。
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该芯片内部集成 36MHz 的 32 位 MCU内核,配备 128KB Flash 与 8KB SRAM,其中包含独立的 8KB 安全保护 ROM 用于支撑硬件级加密协议。
其输入工作电压为2.5V~5.5V,采用QFN36封装,为高度小型化的安全无线充电发射端模组提供了坚实的硬件基础。

该芯片具备极高的协议兼容性与高精度信号处理能力,集成了144MHz高频时钟用于驱动两对高精度相移PWM,还配备了多通道13-bit高性能 ADC以实现精准的系统监测。
此外,外设方面除了提供丰富的GPIO、I2C 和 UART 通信接口外,还全面支持 Type-C DRP、PD 3.1/PPS以及UFCS、QC 3.0、FCP/SCP、AFC 在内的多种主流快充接收协议,能够满足各类复杂无线快充系统的开发需求。

一颗LIN收发器芯片来自德州仪器,型号为TLIN1021A-Q1,采用SOIC-8封装,符合面向汽车应用的AEC-Q100标准。

一颗CAN收发器芯片同样来自德州仪器,型号为TCAN1044AV-Q1,采用VSON封装,符合面向汽车应用的AEC-Q100标准

一颗丝印10Z6的芯片。

一颗防反接芯片来自德州仪器,型号为LM7480-Q1,采用WSON封装。该芯片是一颗具有负载突降保护功能的理想二极管控制器。

一颗汽车级NFC读卡器芯片来自ST意法,型号为ST25R3914,采用QFN32封装,符合面向汽车应用的AEC-Q100标准。一旁还设有一颗晶振。

全部拆解完毕,来一张全家福。
充电头网总结

最后附上产品的物料清单,方便大家查阅。
充电头网通过深度拆解了解到,特斯拉这款无线充整机采用了规整的对称式设计。正面大面积绿色 PCB 基板覆盖有定制长条状防震泡棉,能够有效缓冲车辆行驶过程中的颠簸。
背面则配置了厚实的铝合金金属外壳,并嵌入了由双涡轮散热风扇模块。配合产品中央的独立出风口,构建了高效的主动+被动混合散热系统,完美解决了大功率无线快充极易引发的积热降频痛点。
在内部电路与芯片用料方面,该产品配备了恩智浦MWCT2016SHVPA 以及伏达半导体NUQ1520双无线充发射控制器,功率级方面,选用了两颗伏达半导体SN90050Q车规级全桥功率芯片分别独立驱动两路输出。
此外,模块还采用芯源的MPQ4323降压芯片与双路MPQ4263升降压芯片,确保了高效升/降压转换。
在通信交互模块,内置德州仪器蓝牙MCU、ST意法半导体NFC读卡芯片,以及德州仪器的 CAN/LIN 双总线收发器,实现了与整车系统的互联。
综合来看,特斯拉WC8车载无线充电模块无论是从PCB的规整排布、扎实的减震散热框架,还是车规级芯片选型,处处设计均为长期稳定性服务。
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