充电头网第 4087 篇拆解报告。
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。

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。

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。

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 56 μ F。

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。
相关阅读:伏达推出 50W 车规级无线充电功率级芯片 SN90050Q,打造汽车充电新体验
该芯片采用全桥架构,集成了四路 12m Ω 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 13.7m Ω,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 56 μ F 固态电容。

两颗 25V 56 μ F 固态滤波电容。

还有一组 25V 56 μ F 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。
相关阅读:伏达推出 NUQ1520 高集成 Qi2 无线充主控芯片
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。

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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