導讀:磁共振技術可達成一(發(fā)射器)對多(接收器)的無線充電應用模式,將大幅提升實用性及便利性,因而成為標準聯(lián)盟、芯片商和系統(tǒng)業(yè)者新的技術布局焦點。
無線充電標準
無線充電技術具有方便、安全、空間利用率高等特點,能夠解決智能設備續(xù)航時間短以及電動汽車充電樁短缺的問題,因此是未來充電技術升級的必然方向。
過去無線充電技術有三大標準組織,分別為A4WP、WPC的Qi標準以及PMA,三大標準都有自己的優(yōu)勢和短板,對于大品牌商來說,考慮到產(chǎn)品的兼容性,難以在自己的產(chǎn)品線中大規(guī)模普及某一標準產(chǎn)品,而在2015年A4WP和PMA的合并為AirFuel聯(lián)盟,在一定程度上緩解了標準混亂的問題。
目前無線充電市場就變成了 Qi 和 AirFuel 兩者的競爭之地。從技術的層面來說,AirFuel 似乎要比 Qi 更出色一些,因為它的充電距離更遠,穿透性更強,同時它的充電效率也更高。
Qi標準VS Airfuel標準
目前能夠購買到支持無線充電的手機等設備多數(shù)采用的是無線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium)Qi標準推出的。這一聯(lián)盟成立于2008年12月17日,是由多家獨立公司組成的合作組織,聯(lián)盟現(xiàn)有230多家成員企業(yè),其中包括德州儀器、高通、LG電子、飛利浦、三星電子、三洋、ST、安森美、IDT、蘋果、海爾、VerizonWireless、Wisepower及Xentris Wireless等公司。
2015年A4WP與PMA合并為AirFuel聯(lián)盟后,由于A4WP成員多屬零件商、PMA會員多屬終端產(chǎn)品商或提供環(huán)境的業(yè)者(如星巴克),兩個聯(lián)盟合并后,提供環(huán)境的業(yè)者能更知道須使用哪些零件,同時也有利零件商研發(fā)更適合此環(huán)境的產(chǎn)品,而有助新聯(lián)盟發(fā)展。
A4WP 標準,由高通和三星等企業(yè)創(chuàng)立,目標是為包括可攜式電子產(chǎn)品和電動汽車等在內(nèi)的電子產(chǎn)品無線充電設備建立技術標準,使用的是磁共振無線充電技術。AT&T、Google 和星巴克 3 家公司則加盟了 PMA 聯(lián)盟,這一聯(lián)盟擁有兩種技術,一種是磁共振無線充電技術,另一種是電磁感應無線充電技術。
兩者合并后,新的 AirFuel Alliance 聯(lián)盟擁有著 200多家會員企業(yè),將共同與 Wireless Power Consortium(WPC)的 Qi 無線充電標準相競爭,而 Qi 主要應用的是電磁感應技術。
磁共振技術成無線充電應用普及關鍵
無線充電技術主要分為四種技術實現(xiàn)方式:磁感應、磁共振、電場耦合和微波無線傳輸技術,其中磁感應和磁共振技術是目前的主流技術。
盡管磁感應的充電效率高,卻礙于必須一對一、精準對位才能充電的限制,加上充電功率低而延長充電時間,造成用戶使用不便。
因此,為了能實現(xiàn)一對多無線充電、提高功率與縮短充電時間,以及擁有更彈性與自由的充電距離,磁共振無線充電技術漸成新寵,業(yè)界亦普遍看好其后續(xù)發(fā)展。
過去,WPC因較早投入研發(fā)磁感應技術,而擁有較多會員與磁感應商品,搶先占領無線充電版圖,而AirFuel則一直專注研發(fā)磁共振技術,但卻遲遲無商用產(chǎn)品推出,使其在無線充電市場上稍居后位。
不過,風水輪流轉,在各界紛紛看好磁共振前景下,較早研發(fā)磁共振的AirFuel,可望因技術日益成熟、有助建置無線充電環(huán)境,有機會于磁共振無線充電的競賽中拔得頭籌。
AirFuel 聯(lián)盟的磁共振無線充電標準,可以在指定的充電范圍內(nèi)實現(xiàn)多個設備同時進行無線充電。并且對擺放設備充電的體位并沒有太高的放置要求,不需要像磁感應產(chǎn)品一樣只能用固定的擺放方式去進行無線充電。這種無線充電技術在安裝上可以突破桌子厚度的距離限制,能夠直接安裝在桌子下方,這樣就不需要挖洞破壞家具,極大地降低了部署的成本,使得無線充電的應用更加靈活、方便。
磁共振技術可達成一(發(fā)射器)對多(接收器)的無線充電應用模式,將大幅提升實用性及便利性,因而成為標準聯(lián)盟、芯片商和系統(tǒng)業(yè)者新的技術布局焦點。一向推行磁感應技術標準的WPC也受到此設計氛圍感染,推出下一代同步支持磁共振和磁感應的Qi 1.2版標準。在 WPC Qi 1.2 規(guī)范發(fā)布后,WPC聯(lián)盟也開始轉向磁共振技術,主攻智能移動設備、游戲周邊產(chǎn)品、穿戴式運算產(chǎn)品等。
IDT公司的P9242-R是高度集成磁感應的15W無線電源發(fā)送器, 器件和WPC Qi 1.2.2兼容;包括提供高度可編程和待機功耗很低的32位ARM?Cortex?-M0處理器,輸入電壓從4.25V到21V.
P9242-R功能框圖
磁共振無線充電商用化逐漸有譜,國內(nèi)廠商也不甘落后,走在前列。寧波微鵝電子科技有限公司,為“清華校友創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新基地”的重點扶持企業(yè)。團隊致力于無線充電技術的研發(fā),可為企業(yè)級客戶提供一站式無線充電解決方案。
公司獨立研發(fā)的Wi-Po磁共振無線充電技術,現(xiàn)已獲得四十多項核心專利。該技術屬于最新的第二代無線充電技術,符合國際無線充電聯(lián)盟Airfuel的標準,使用6.78Mhz的諧 振頻率,并能通過藍牙4.0實現(xiàn)通訊控制,同時兼有過溫、過壓、過流保護和異物檢測功能。該技術在第一代QI磁感應技術的基礎上,有效充電面積提高25倍,有效充電距離提高10倍。
Wi-Po磁共振無線充電技術可廣泛運用于電子穿戴設備、手機及配件、筆記本電腦及配件、電動汽車、醫(yī)療 設備等領域,與傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的結合,帶來的不僅是充電方式的改變,更是讓產(chǎn)品的使用體驗產(chǎn)生根本性的變革。
無線充電技術已經(jīng)悄無聲息地融入生活,2016年高交會上,柏壹科技(深圳)有限公司展示了多款自主研發(fā)的無線充電方案和智能無線產(chǎn)品,其中,以AirFuel標準的無線充電方案最為引人注目。
柏壹科技引領的磁共振無線充電方案使用了6.87Mhz諧振頻率,同時兼有過溫過差、過流保護和異物檢測功能?;贏irFuel核心技術研發(fā)的磁共振無線充電產(chǎn)品,可廣泛用于候機室、候車室、咖啡廳、連鎖酒店、便利店、酒吧等場景,無線供電距離可達10CM,充電設備可隨意在平面內(nèi)進行擺放、移動,充電體驗更加自由便捷。
小結:磁共振技術相對于磁感應技術有更高的技術難度,更高的頻率導致電源管理和諧振控制變得更加困難,量產(chǎn)工藝也面臨挑戰(zhàn),這也是目前市場上只有少數(shù)企業(yè)掌握核心技術的原因。
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