无线充电：多种技术争艳 应用不局限于手机

目前市场上至少有四种不同的无线充电技术，试图争抢市场上数十亿台新一代移动设备的电源商机，但迄今只有一种技术达到了进驻100万台装置的水平──无线充电联盟(WirelessPowerConsortium，WPC)的电磁感应式无线充电技术标准Qi;而分析师预期，到2018年，该技术领域的赢家将可主宰市场规模达7亿台装置的无线充电市场。
市场专家预期，在目前市场上即将推出的一系列混合式电磁感应/共振(inductive/resonant)无线充电产品之后，共振式无线充电技术将一统天下;而苹果(Apple)则可能会推出自家无线充电解决方案。博通(Broadcom)董事长暨技术长HenrySamueli表示，无线充电标准必须统一，该市场才会真正起飞;他并认为，无线充电技术的目标应用不只是智能手机，其真正的成长推动力将来自物联网(IoT)。
IHS分析师RyanSanderson指出，手机与平板仍将是在未来几年无线充电技术的应用大宗，预期到2016年，至少会有一家手机大厂在自家生态系统中整合无线充电技术能力。IHS另一位分析师JasondePreaux则认为，苹果应该不想采用市面上现有的无线充电标准，而将开发自有技术;不过这会需要数年的时间。
现在市场上有三种主要的无线充电技术──电磁感应(magneticinduction)式、电磁共振(magneticresonance)，以及锁定特殊应用的射频(radiofrequency)式方案。IHS的dePreaux表示，这些技术的功率大小以及充电时间其实都差不多;根据一项测试结果，采用Qi标准的电磁感应式充电技术充饱GoogleNexus7手机，所花费的时间是有线充电器的近三倍。
有数个产业标准组织正主导不同无线充电技术的发展，WPC支持电磁感应与桥接解决方案，A4WP(AssociationforWirelessPower)主推电磁共振方案，还有另一个PowerMattersAlliance(PMA)也是电磁共振充电方案的支持者;以色列新创公司Humavox则开发出一种称为射频充电的解决方案。而市场观察家认为，在主流技术尘埃落定之前，还会有其他的无线充电新技术或供货商可能会冒出头。
IHS的Sanderson表示，未来还可能出现提供消费者在无线充电空间与距离方面更大自由度的新技术，甚至能与将成为市场主流的电磁共振技术竞争;射频充电就是一个案例。不过他也指出，技术进展需要数年时间，而且一旦现有技术的基础建设已经到位并在这两年获得大量采用，新技术就很难再加入市场竞争。根据统计，去年无线充电接收装置出货量达2,000万台，其中大部分是电磁感应式产品;Sanderson预期，该市场将在四年内成长到7亿台。
WPC的市场开发副总裁JohnPerzow则认为，由于市场仍困惑于各种现有竞争标准，任何一个标准的发展速度都无法更快;而PMA、A4WP、WPC等各种标准之间的差异，让这些团体很难结合在一起。Perzow指出，这些技术的通讯协议接口不兼容，无法互通。但标准整并是让无线充电技术无所不在的必经之路。
由于Google、三星(Samsung)、诺基亚(Nokia)等大厂已经有相关产品问世，电磁感应式无线充电技术目前俨然为市场主流。电磁感应式无线充电通常采用两种磁线圈，一个主线圈内建于充电基座提供交流电磁场;另一个线圈则内建于待充电装置中，能将电磁场的能量转换为电流为电池充电。这两个线圈结合在一起就形成了变压器。
WPC所推动的电磁感应式无线充电技术标准Qi获得许多大厂支持，Perzow表示，目前市场上采用该标准的装置已经超过4,000万台;该组织提供的是紧密耦合的线圈感应式技术，功率达5W，运作频率为200~300kHz。Perzow也指出，Qi标准的感应距离最远为40mm，充电效率则为70%。
Qi标准与电磁感应技术号称可提供受保护的连结，其安全性适合医疗设备使用，射频干扰度低。不过电磁感应式无线充电技术也被认为比其他种类无线充电技术脆弱且不方便，因为用户必须将待充电装置对准充电座，自由度较低。对此Perzow表示，也许在某方面来说是如此，但Qi并非是一个永恒不变的产品，而是仍在发展中的技术。
虽然WPC与Qi目前可说是电磁感应式无线充电的代名词，WPC在1月份举行的2014年国际消费性电子展(CES)上，也展示了一种电磁共振式充电技术WoWz;该技术能与Qi相容，充电距离最远可达18mm，充电效率65%。Perzow表示，已经推出支持Qi手机的三星，也是投资WPC开发电磁共振式技术的公司，因此三星有可能将会在自家手机内建共振式技术。

Perzow预期，2014年将会有同时支持PMA电磁共振式技术与Qi标准的无线充电产品问世，而未来几年也将陆续有更多桥接产品诞生：“短期看来这是可行的，但只要其中某一种标准大幅进展，这种并存方案恐怕就不再可行。”

同时是WPC与PMA(现在该组织已经与A4WP联盟)成员的联发科(MediaTek)，在今年CES首度展示其无线充电技术──同时支持Qi标准与电磁共振式技术的双模无线充电方案。该系统是能同时为两支智能型手机充电的基座，内建单一线圈与单颗IC，锁定0.5W~15W范围内的手机应用。

联发科开发的双模无线充电方案，无线充电站是采用电磁共振式技术，而充电板则是采用Qi标准电磁感应式充电技术。

联发科行销策略总监MarkEstabrook表示，该公司开发的方案能辨识出是哪一个充电器，然后适当地进行充电，适用从蓝牙耳机到电动车等产品：“我们认为这算是一种桥接产品解决方案，有助于产业界从目前主流的电磁感应式无线充电技术，过渡到还需要2~3年发展时间的电磁共振式无线充电技术。”

高通(Qualcomm)资深产品管理总监、同时也是A4WP成员的MarkHunsicker表示，支持电磁感应式与电磁共振式无线充电的双模桥接式产品是有发展机会，但他认为这类产品对消费者来说吸引力不高，因为两种无线充电技术并没有很大的共通性，而同时支持两种技术意味着需要更多材料与更高成本。

IHS的Sanderson表示，虽然产业界习惯将无线充电技术分为“电磁感应”与“电磁共振”两种方式，但实际上这两种技术都是由电磁感应技术衍生：“电磁共振式无线充电解决方案，是一种经过高度调整的电磁感应解决方案。”电磁共振式充电依赖相同共振频率的松散耦合线圈来传输电力，一个负载电荷的电容板与线圈的某一端相接，就会产生一个共振频率。

支持者认为电磁共振式充电技术的优势，在于一次能为多个装置进行充电，而且装置摆放的位置自由度也较大，待充电装置与充电座的距离可长达10吋，而中间若有中继器(repeater)，距离还可进一步拉长。

A4WP表示，电磁共振式无线充电(该组织所推动的技术版本名为Rezence)，能隔着40~50mm厚度的表面进行充电。

A4WP的Hunsicker表示，电磁共振式无线充电能同时为多个不同种类的装置充电，其他竞争技术虽然在某种程度上也能做到，但并不能满足所有的需求。而他也强调，其他标准组织纷纷成立电磁共振式技术工作小组，意味着他们也承认未来电磁共振式无线充电技术将取代电磁感应式无线充电技术。

包括三星、德州仪器(TI)、戴尔(Dell)与WiTricity等公司都是A4WP成员，该组织最近宣布与开发电磁感应式无线充电技术的标准团体PMA策略联盟。Hunsicker指出，市场上将会看到采用电磁共振式无线充电的配件产品，例如手机背盖;而该技术也可以直接内建于手机。
除了电磁感应式、电磁共振式无线充电技术，以色列业者Humavox执行长OmriLachman表示：“我们不玩线圈，我们是RF技术;这种方案能提供更大的自由度，不须考虑发送/接收端的配对，你可以任意开发各种形式的产品、摆脱所有的禁忌。”该公司所开发的RF无线充电平台名为Eterna，所发送的射频会透过名为Nest的充电平台内建之迷你天线接收器，转换成直流电。

通过Humavox的技术，一道2.4GHz无线电会可传送能量到一个接收器，然后将电压推向一颗电源管理IC。Lachman表示，其接收器的运作电压仅7mA，适合助听器等低功耗装置;该公司的技术主要锁定医疗保健与老年人市场。他进一步指出，老年人用户通常不太会使用充电技术，因此最直观的方案将会是无线充电市场的最大赢家。

“使用者在操作装置时不会想要学习更多新技巧，特别是在充电时;”Lachman指出，电磁共振式充电技术还不够直观，而且该技术会有让很多人望而却步的电磁波等等问题。此外他也认为，RF无线充电比起线圈式无线充电，更适合可穿戴式装置、物联网应用，能更容易整合到小型装置中，不过目前该方案尚未获得量产装置支持。

IHS的Sanderson则表示：“采用RF的无线充电方案在以前也曾经出现过，但第一代的技术并未获得广泛采用;这并不表示在未来我们不会看到该类技术卷土重来。”

而Humavox的Lachman也对是否可能产生单一无线充电标准抱持质疑态度，因为胜出的技术必须要整合超过一种以上的标准：“在WPC发表Qi标准，以及Powermat产品问世时，我们曾听到过一些类似的(标准整合)承诺，而现在电磁共振式技术领域也有相同的呼声。也许RF无线充电不会是最后的赢家，但该技术确实能带来某些优势--包括能更容易整合到各种不同外形产品内的接收系统。