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[导读]无线充电技术,在各技术阵营持续合纵连横整合下,多种技术已有交互相容契机,其中采磁共振无线充电方案的应用型态能见度正显著上升,未来行动装置仅需配 备Rx线圈就能在无需电源线连接的状态下进行高效率能源补充,而

无线充电技术,在各技术阵营持续合纵连横整合下,多种技术已有交互相容契机,其中采磁共振无线充电方案的应用型态能见度正显著上升,未来行动装置仅需配 备Rx线圈就能在无需电源线连接的状态下进行高效率能源补充,而不须再准备额外的充电器…

无线充电技术其实发展相当早,但早期技术多半苦于无法再将能源转换效率大幅提升,能源传递过程造成的损耗与必须耗费较长时间进行充电,让相关应用一直无法在市场扩展,仅能在部分需要具备需要高度防水不能设置充电孔的设计方案中,才会使用到无线充电技术方案。

<strong>磁感应</strong>共振<strong>双模</strong>结合 加速无线充电普及
磁共振技术窜起 双模支援方案正夯

但 现在新一代的无线充电技术,利用主控晶片在充电过程中持续监控,并提供最佳化充电功率点追踪,已经可以达到高效能与高能量快速完成无线充电的任务,但由于 无线充电市场规格制定等于是市场分配的重要关卡,导致各技术方案持续角力而始终无一个共同标准释出,在众多发展成熟的无线充电技术方案中,磁共振 (Magnetic Resonance;MR)无线充电方案阵营A4WP(Alliance for Wireless Power),在正式发表识别品牌与产品认证计划之后,采磁共振的无线充电方案如雨后春笋般大量涌出,俨然已经成为行动装置、医疗设备甚至汽车应用领域的 主流无线充电技术。

目前对A4WP的磁共振无线充电方案表态支持的业者相当多,其中包含MediaTek联发科、 ConvenientPower、Mixed Analog Power Solution等业者,已在CES中发布最新的参考设计与样品,磁共振无线充电技术正在以极快的速度渗透应用市场,如汽车、医疗甚至是军用设备应用领域 等,其中最令市场关注的应用产品领域,即是智慧型行动装置产品应用,因为随着使用者对行动装置的外观、性能要求越来越高,导致产品耗电量也形成设备设计的 一项困难点,透过整合无线充电技术,不但行动装置可以减省充电埠连接器设计,让行动装置在防水性也能达到极佳的表现,而新一代的磁共振无线充电之高效能充 电能力,也能满足行动装置使用者的应用需求。

原磁感应阵营晶片业者 纷纷导入双模开发方案

除了磁共振技术阵营 外,在磁感应(Magnetic Induction)无线充电技术投入甚深的Texas Instruments,也与PowerbyProxi合作技术授权,将结合双方在磁共振与磁感应的无线充电领域专利与专业,合作开发相容与无线充电联盟 (Wireless Power Consortium;WPC)的Qi标准产品相容无线充电解决方案,目前锁定的导入产品以智慧行动装置、游戏周边产品、穿戴式运算产品等,积极扩展无线 充电应用市场。

而在2013年A4WP发布了参考设计与相关规范后,2014 CES就有大量业者纷纷推出对应产品设计,令无线充电应用成为炙手可热的应用技术,例如MediaTek即发布了多模无线充电解决方案,所谓的多模即是除 了支援A4WP磁共振技术方案外,透过晶片感测与校准技术,还可以在同一款充电座上应用其他部分无线充电技术,这对于终端消费者来说,等于可以省下针对不 同无线充电技术购置专属充电座的采购成本,在MediaTek的多模无线充电方案中,即可直接支援磁感应与磁共振等不同无线充电技术产品,而充电效能亦可 表现在水准要求之上。

无线充电解决方案 可改善行动装置设计限制

至于WiTricity业者,则在CES发布磁 共振无线充电系统参考设计方案,该方案包括一组Tx无线充电板(线圈)与一套Rx无线充电电池背盖,该款产品设计为针对Apple iPhone 5/5s配件整合设计,业者宣称也将针对Android手机或是平板电脑推出对应设计产品。另一家MAPS韩国IC设计公司则展出首款量产的磁共振无线充 电接收器产品,产品已整合Full Active Rectifier(FAR),该技术可以使行动装置实践长距离的无线充电应用,而不用如同现今多数无线充电使用情境,必需将Rx/Tx紧贴才能达到较佳 的能源转换效率,提供使用者更便捷的充电应用弹性,相关技术的商品化产品也相当值得期待。

再来观察使用者对于无线充电技术的应用期待,基 本上长距离、高能量转换效率、低发热、更优异的节能表现,大多是消费者对无线充电方案的产品期待,也是产品开发商积极努力的目标,但以目前可见的产品方 案,无线充电产品仍需在有限制的充电范围、紧密贴合的无线充电距离,才能达到较佳的能源转换效率,而实际上产品因为充电过程电池造成的温度与能量无线传递 的线圈温度升温,都会让使用者对于无线充电技术的安全性感到存疑。

无线传输距离限制 仍是现有技术门槛

对于现存 的磁感应无线充电技术方案,若要扩展无线充电Rx/Tx间的距离,在无线充电方案中就必须增加讯号增强器(Repeater)才能有效延伸充电距离!如此 一来Repeater的料件增加会导致制造过程的成本垫高,也会因此增加终端产品的设计复杂度。另一方面,磁共振之无线充电方案,虽可在充电距离表现优于 磁感应式无线充电方案,但实际上也会因为延伸充电距离后导致能量转换效率低落,对于无线充电应用的距离问题,此部份的技术瓶颈在磁感应或是磁共振无线充电 技术,都有其需要克服的技术关卡。

以目前技术成熟的多模支援(磁感应/磁共振)无线充电方案观察,已可在65%充电效率、15~18mm 无线传输距离下进行产品充电,多模支援同时可符合Qi的无线充电安全标准、安全防护措施与相同的输入电压,但未来业者的目标是,发展更大型的无线充电平 台,可用以实践同时多装置进行无线充电程序,达到无线充电空间自由(Spatial Freedom)应用目的。

Qi标准技术应用量大 市场能见度高

即便磁共振技术发展速度增快,但实际上现阶段的市场趋势,仍以Qi标准具较大竞争优势,因为Qi标准的产品与业者数量仍较多,可以预见的是会有越来越多产品 推出采取磁感应与磁共振兼容的多模设计,晶片开发商也会除了推出Qi标准解决方案外,同时研发Qi加上磁共振整合的进阶应用技术方案,以抢攻更丰沛的应用 市场,双模方案的产品与相关解决方案选择应会越来越多。

例如Integrated Device Technology即在2014 CES发布支援无线充电联盟Qi标准、Power Matters Alliance(PMA)标准的双模无线充电产品参考设计与对应解决,在其双模无线充电设备Prototype上,已经可以支援PMA或Qi发射器互相 连结沟通,同时支援Triple-coil结构之WPC 1.1无线充电发射器。另外Freescale也正加速投入开发双模无线充电解决方案,也将提供客户最新的双模无线充电应用解决方案。

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