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[導(dǎo)讀]無線充電技術(shù),在各技術(shù)陣營持續(xù)合縱連橫整合下,多種技術(shù)已有交互相容契機,其中采磁共振無線充電方案的應(yīng)用型態(tài)能見度正顯著上升,未來行動裝置僅需配 備Rx線圈就能在無需電源線連接的狀態(tài)下進行高效率能源補充,而

無線充電技術(shù),在各技術(shù)陣營持續(xù)合縱連橫整合下,多種技術(shù)已有交互相容契機,其中采磁共振無線充電方案的應(yīng)用型態(tài)能見度正顯著上升,未來行動裝置僅需配 備Rx線圈就能在無需電源線連接的狀態(tài)下進行高效率能源補充,而不須再準備額外的充電器…

無線充電技術(shù)其實發(fā)展相當早,但早期技術(shù)多半苦于無法再將能源轉(zhuǎn)換效率大幅提升,能源傳遞過程造成的損耗與必須耗費較長時間進行充電,讓相關(guān)應(yīng)用一直無法在市場擴展,僅能在部分需要具備需要高度防水不能設(shè)置充電孔的設(shè)計方案中,才會使用到無線充電技術(shù)方案。

<strong>磁感應(yīng)</strong>共振<strong>雙模</strong>結(jié)合 加速無線充電普及
磁共振技術(shù)竄起 雙模支援方案正夯

但 現(xiàn)在新一代的無線充電技術(shù),利用主控晶片在充電過程中持續(xù)監(jiān)控,并提供最佳化充電功率點追蹤,已經(jīng)可以達到高效能與高能量快速完成無線充電的任務(wù),但由于 無線充電市場規(guī)格制定等于是市場分配的重要關(guān)卡,導(dǎo)致各技術(shù)方案持續(xù)角力而始終無一個共同標準釋出,在眾多發(fā)展成熟的無線充電技術(shù)方案中,磁共振 (Magnetic Resonance;MR)無線充電方案陣營A4WP(Alliance for Wireless Power),在正式發(fā)表識別品牌與產(chǎn)品認證計劃之后,采磁共振的無線充電方案如雨后春筍般大量涌出,儼然已經(jīng)成為行動裝置、醫(yī)療設(shè)備甚至汽車應(yīng)用領(lǐng)域的 主流無線充電技術(shù)。

目前對A4WP的磁共振無線充電方案表態(tài)支持的業(yè)者相當多,其中包含MediaTek聯(lián)發(fā)科、 ConvenientPower、Mixed Analog Power Solution等業(yè)者,已在CES中發(fā)布最新的參考設(shè)計與樣品,磁共振無線充電技術(shù)正在以極快的速度滲透應(yīng)用市場,如汽車、醫(yī)療甚至是軍用設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域 等,其中最令市場關(guān)注的應(yīng)用產(chǎn)品領(lǐng)域,即是智慧型行動裝置產(chǎn)品應(yīng)用,因為隨著使用者對行動裝置的外觀、性能要求越來越高,導(dǎo)致產(chǎn)品耗電量也形成設(shè)備設(shè)計的 一項困難點,透過整合無線充電技術(shù),不但行動裝置可以減省充電埠連接器設(shè)計,讓行動裝置在防水性也能達到極佳的表現(xiàn),而新一代的磁共振無線充電之高效能充 電能力,也能滿足行動裝置使用者的應(yīng)用需求。

原磁感應(yīng)陣營晶片業(yè)者 紛紛導(dǎo)入雙模開發(fā)方案

除了磁共振技術(shù)陣營 外,在磁感應(yīng)(Magnetic Induction)無線充電技術(shù)投入甚深的Texas Instruments,也與PowerbyProxi合作技術(shù)授權(quán),將結(jié)合雙方在磁共振與磁感應(yīng)的無線充電領(lǐng)域?qū)@c專業(yè),合作開發(fā)相容與無線充電聯(lián)盟 (Wireless Power Consortium;WPC)的Qi標準產(chǎn)品相容無線充電解決方案,目前鎖定的導(dǎo)入產(chǎn)品以智慧行動裝置、游戲周邊產(chǎn)品、穿戴式運算產(chǎn)品等,積極擴展無線 充電應(yīng)用市場。

而在2013年A4WP發(fā)布了參考設(shè)計與相關(guān)規(guī)范后,2014 CES就有大量業(yè)者紛紛推出對應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計,令無線充電應(yīng)用成為炙手可熱的應(yīng)用技術(shù),例如MediaTek即發(fā)布了多模無線充電解決方案,所謂的多模即是除 了支援A4WP磁共振技術(shù)方案外,透過晶片感測與校準技術(shù),還可以在同一款充電座上應(yīng)用其他部分無線充電技術(shù),這對于終端消費者來說,等于可以省下針對不 同無線充電技術(shù)購置專屬充電座的采購成本,在MediaTek的多模無線充電方案中,即可直接支援磁感應(yīng)與磁共振等不同無線充電技術(shù)產(chǎn)品,而充電效能亦可 表現(xiàn)在水準要求之上。

無線充電解決方案 可改善行動裝置設(shè)計限制

至于WiTricity業(yè)者,則在CES發(fā)布磁 共振無線充電系統(tǒng)參考設(shè)計方案,該方案包括一組Tx無線充電板(線圈)與一套Rx無線充電電池背蓋,該款產(chǎn)品設(shè)計為針對Apple iPhone 5/5s配件整合設(shè)計,業(yè)者宣稱也將針對Android手機或是平板電腦推出對應(yīng)設(shè)計產(chǎn)品。另一家MAPS韓國IC設(shè)計公司則展出首款量產(chǎn)的磁共振無線充 電接收器產(chǎn)品,產(chǎn)品已整合Full Active Rectifier(FAR),該技術(shù)可以使行動裝置實踐長距離的無線充電應(yīng)用,而不用如同現(xiàn)今多數(shù)無線充電使用情境,必需將Rx/Tx緊貼才能達到較佳 的能源轉(zhuǎn)換效率,提供使用者更便捷的充電應(yīng)用彈性,相關(guān)技術(shù)的商品化產(chǎn)品也相當值得期待。

再來觀察使用者對于無線充電技術(shù)的應(yīng)用期待,基 本上長距離、高能量轉(zhuǎn)換效率、低發(fā)熱、更優(yōu)異的節(jié)能表現(xiàn),大多是消費者對無線充電方案的產(chǎn)品期待,也是產(chǎn)品開發(fā)商積極努力的目標,但以目前可見的產(chǎn)品方 案,無線充電產(chǎn)品仍需在有限制的充電范圍、緊密貼合的無線充電距離,才能達到較佳的能源轉(zhuǎn)換效率,而實際上產(chǎn)品因為充電過程電池造成的溫度與能量無線傳遞 的線圈溫度升溫,都會讓使用者對于無線充電技術(shù)的安全性感到存疑。

無線傳輸距離限制 仍是現(xiàn)有技術(shù)門檻

對于現(xiàn)存 的磁感應(yīng)無線充電技術(shù)方案,若要擴展無線充電Rx/Tx間的距離,在無線充電方案中就必須增加訊號增強器(Repeater)才能有效延伸充電距離!如此 一來Repeater的料件增加會導(dǎo)致制造過程的成本墊高,也會因此增加終端產(chǎn)品的設(shè)計復(fù)雜度。另一方面,磁共振之無線充電方案,雖可在充電距離表現(xiàn)優(yōu)于 磁感應(yīng)式無線充電方案,但實際上也會因為延伸充電距離后導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換效率低落,對于無線充電應(yīng)用的距離問題,此部份的技術(shù)瓶頸在磁感應(yīng)或是磁共振無線充電 技術(shù),都有其需要克服的技術(shù)關(guān)卡。

以目前技術(shù)成熟的多模支援(磁感應(yīng)/磁共振)無線充電方案觀察,已可在65%充電效率、15~18mm 無線傳輸距離下進行產(chǎn)品充電,多模支援同時可符合Qi的無線充電安全標準、安全防護措施與相同的輸入電壓,但未來業(yè)者的目標是,發(fā)展更大型的無線充電平 臺,可用以實踐同時多裝置進行無線充電程序,達到無線充電空間自由(Spatial Freedom)應(yīng)用目的。

Qi標準技術(shù)應(yīng)用量大 市場能見度高

即便磁共振技術(shù)發(fā)展速度增快,但實際上現(xiàn)階段的市場趨勢,仍以Qi標準具較大競爭優(yōu)勢,因為Qi標準的產(chǎn)品與業(yè)者數(shù)量仍較多,可以預(yù)見的是會有越來越多產(chǎn)品 推出采取磁感應(yīng)與磁共振兼容的多模設(shè)計,晶片開發(fā)商也會除了推出Qi標準解決方案外,同時研發(fā)Qi加上磁共振整合的進階應(yīng)用技術(shù)方案,以搶攻更豐沛的應(yīng)用 市場,雙模方案的產(chǎn)品與相關(guān)解決方案選擇應(yīng)會越來越多。

例如Integrated Device Technology即在2014 CES發(fā)布支援無線充電聯(lián)盟Qi標準、Power Matters Alliance(PMA)標準的雙模無線充電產(chǎn)品參考設(shè)計與對應(yīng)解決,在其雙模無線充電設(shè)備Prototype上,已經(jīng)可以支援PMA或Qi發(fā)射器互相 連結(jié)溝通,同時支援Triple-coil結(jié)構(gòu)之WPC 1.1無線充電發(fā)射器。另外Freescale也正加速投入開發(fā)雙模無線充電解決方案,也將提供客戶最新的雙模無線充電應(yīng)用解決方案。

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