無線充電變革進(jìn)行時(shí)，商用普及近在咫尺
摘要： 作為一項(xiàng)新興技術(shù)，無線充電一直被廣泛關(guān)注，消費(fèi)者像期待Wi-Fi取代以太網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)連接一樣期待無線方式帶來更自由的充電體驗(yàn)。近兩年無線充電技術(shù)發(fā)展迅速，但市場始終沒有獲得大規(guī)模商用普及，三大主要原因在于充電標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、缺乏領(lǐng)先廠商商用示范效應(yīng)以及充電技術(shù)有待革新。
關(guān)鍵字： 無線充電， 德州儀器， 單芯片無線電源接收器
作為一項(xiàng)新興技術(shù)，無線充電一直被廣泛關(guān)注，消費(fèi)者像期待Wi-Fi取代以太網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)連接一樣期待無線方式帶來更自由的充電體驗(yàn)。近兩年無線充電技術(shù)發(fā)展迅速，但市場始終沒有獲得大規(guī)模商用普及，三大主要原因在于充電標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、缺乏領(lǐng)先廠商商用示范效應(yīng)以及充電技術(shù)有待革新。
德州儀器電池管理方案市場拓展經(jīng)理文司華
如今，所有的障礙都被一一清掃，無線充電規(guī)模商用將在今年引爆。先從標(biāo)準(zhǔn)上來說，標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)于一項(xiàng)新技術(shù)及應(yīng)用至關(guān)重要，可以說，過去三年來無線充電技術(shù)之爭也意味著各個(gè)聯(lián)盟之間的競爭。在各種組織中，無線充電聯(lián)盟(WPC)是最早，也是現(xiàn)今唯一具有成熟技術(shù)、市場以及基礎(chǔ)架構(gòu)的聯(lián)盟，相比其他組織而言其進(jìn)展最快，迄今已有120多個(gè)獲得認(rèn)證的產(chǎn)品面世。2012年4月份WPC新出臺(tái)了WPC1.1 Qi標(biāo)準(zhǔn)，TI、Freescale、IDT等眾廠商紛紛跟進(jìn)，并于第四季度陸續(xù)推出具有革新性升級(jí)產(chǎn)品。新標(biāo)準(zhǔn)的推出將加速今年更多新品面市。
“充電標(biāo)準(zhǔn)對(duì)確保普及化以及市場規(guī)范接受具有非常重要的意義。”德州儀器電池管理方案市場拓展經(jīng)理文司華強(qiáng)調(diào)說，“目前市面上的大部分消費(fèi)類電子的無線充電協(xié)議都采用Qi標(biāo)準(zhǔn)。TI緊跟WPC演化的進(jìn)程，開發(fā)了各種支持Qi標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的解決方案，并將不斷壯大產(chǎn)品陣營，現(xiàn)在推出新一代變革性產(chǎn)品。”他繼續(xù)表示，WPC聯(lián)盟目前是5W的規(guī)范，主要是針對(duì)手機(jī)平臺(tái)，但同時(shí)也正在緊鑼密鼓的制定15W的規(guī)范，可支持平板電腦，向前兼容。他透露說：“標(biāo)準(zhǔn)有可能在今年一季度出臺(tái)?！痹傧乱徊綄?huì)是更高功率的電動(dòng)汽車市場。
緊耦合代表產(chǎn)品
TI此次重磅推出的無線充電解決方案包括具有集成電池充電器的單芯片無線電源接收器bq51050B以及大幅擴(kuò)大充電面積、位置自由擺放的新一代發(fā)送器bq500410A。TI稱前者是業(yè)界首款符合WPC1.1 Qi標(biāo)準(zhǔn)的接收器，其主要兩大特色在于：一是一款二合一的IC，已集成電池充電IC，可為智能手機(jī)、無線鍵盤、藍(lán)牙耳機(jī)以及其它便攜式電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)更快更高效的充電。獨(dú)特的20V接收器在單個(gè)微型集成電路中整合整流、電壓調(diào)節(jié)、通信控制以及鋰離子充電功能，無需單獨(dú)的電池充電器電路。
首款符合WPC1.1 Qi標(biāo)準(zhǔn)并集成電池充電的無線充電接收器
二是無電感器單級(jí)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)業(yè)界最高的系統(tǒng)效率，可達(dá)到90%的峰值充電效率。特別需要指出的是，bq51050B采用1.9毫米×3.0毫米WCSP封裝或4.5毫米×3.5毫米QFN 封裝，與多級(jí)實(shí)施方案相比，WCSP封裝可以為電路板空間節(jié)省達(dá)60%。微型封裝使得該接收器直接嵌入到外設(shè)中成為可能，設(shè)計(jì)成為無線充電電池、無線充電移動(dòng)電源、無線充電藍(lán)牙耳機(jī)等等。
對(duì)于發(fā)射端，TI稱bq500410A也是首款符合WPC1.1標(biāo)準(zhǔn)并支持A6發(fā)送器的無線電源傳輸控制器。它最大的優(yōu)勢在于擴(kuò)大了充電面積，可以使智能手機(jī)或其它便攜式設(shè)備在超過70毫米×20毫米的表面上充電，與當(dāng)前18毫米×18毫米的“靶心式”充電面積相比，擴(kuò)大了4倍。并且，不再局限于位置對(duì)準(zhǔn)，而使充電設(shè)備的位置擺放要求大大放寬。此外，bq500410A還能夠?qū)崿F(xiàn)超過70%的系統(tǒng)效率，并采用獨(dú)特寄生金屬及外來對(duì)象檢測特性為系統(tǒng)提供安全保護(hù)，如果在發(fā)送器和接收器之間檢測到金屬物質(zhì)，就會(huì)停止輸電。
首款符合WPC1.1標(biāo)準(zhǔn)并支持A6線圈的無線電源傳輸控制器
文司華還介紹說，目前這兩款I(lǐng)C不僅可為智能手機(jī)用戶提供更簡單便捷的充電體驗(yàn)，而且可幫助設(shè)計(jì)人員在更多地方實(shí)施無線電源技術(shù)，包括汽車控制臺(tái)、充電板、辦公家具、餐桌等。據(jù)悉，TI 接收器與bq500410A發(fā)送器IC已經(jīng)為最新Nokia Lumia920以及Nokia Lumia820智能手機(jī)及無線充電配件(如Nokia BH-220藍(lán)牙耳機(jī)及DT-38充電底座、支持內(nèi)建NFC的JBL PowerUp無線充電揚(yáng)聲器擴(kuò)展基座以及Nokia Fatboy無線充電枕等)所采用。相信有了這些重量級(jí)產(chǎn)品的示范效應(yīng)，無線充電將掀起一股規(guī)模商用的熱潮。
需要指出的是，TI的解決方案還是屬于“緊耦合”范疇，即電感耦合。對(duì)于業(yè)界更期待磁共振充電方式的“松耦合”，文司華認(rèn)為：“無線充電最終將實(shí)現(xiàn)兩種方法的完美結(jié)合。但目前而言，我們認(rèn)為只有緊耦合是業(yè)界最成熟，并且能夠馬上被消費(fèi)者接受?！彼^續(xù)透露說，WPC未來也會(huì)做磁共振耦合，TI作為芯片解決方案提供商，對(duì)各種競爭技術(shù)持開放態(tài)度，實(shí)際上也正在研發(fā)其他技術(shù)的產(chǎn)品中。
松耦合代表產(chǎn)品
[!--empirenews.page--]提及松耦合，在去年末舉辦的高交會(huì)上，新西蘭PowerbyProxi公司攜帶其松散耦合技術(shù)的無線充電技術(shù)及解決方案亮相，讓人印象深刻。其首創(chuàng)之處主要是成功設(shè)計(jì)了世界上最小、成本效益最高的無線供電接收器，由于體積小，可以直接裝入現(xiàn)有的任何AA電池中，也因此有能力將數(shù)以百萬計(jì)以AA電池為動(dòng)力的各類消費(fèi)電子產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為無線可充電產(chǎn)品。不僅如此，這款無線供電接收器也已成功應(yīng)用于智能手機(jī)無線充電和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括平板、PMP、電子書、超極本等，使消費(fèi)者能夠享受迄今為止最大的自由度和便利。
PowerbyProxi全方位無空間限制的3D無線充電基座
這項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)勢在于內(nèi)置充電。這意味著從今以后，只要帶有內(nèi)置無線充電功能的AA電池，照相機(jī)、錄音筆、錄像機(jī)、遙控器、玩具手柄、耳機(jī)、游戲機(jī)等等生活用品，都能夠在無需取出內(nèi)置電池的情況下，自由進(jìn)行充電，并且對(duì)擺放方向沒有要求，完全不受空間限制，任何維度和方向(x，y，z)均可。當(dāng)電池電量很低需要充電時(shí)，只要簡單把整個(gè)器件放置到充電裝置即可。
“這項(xiàng)突破性技術(shù)能夠使所有AA電池的設(shè)備保持充電，減少更換電池的費(fèi)用和省去取出可充電電池放在外置充電器上充電的麻煩。”PowerbyProxi公司消費(fèi)電子業(yè)務(wù)發(fā)展部副總裁Tony Francesca說。
這種體積小的接收器還可以直接裝入智能手機(jī)內(nèi)部，徹底消除了使用諸如蓋子及套管等高成本附件的要求。PowerbyProxi的松耦合設(shè)計(jì)提供了非常大的自由空間和便利，使得手機(jī)廠商可以從任何方向自由設(shè)計(jì)接收器的位置，以及同時(shí)為多個(gè)電器充電。
Francesca表示，除了無需取出電池、無空間限制等賣點(diǎn)，系統(tǒng)的其他優(yōu)勢還包括：
1，同時(shí)能對(duì)多個(gè)器件如遙控器、照相機(jī)、耳機(jī)、玩具、游戲機(jī)等進(jìn)行充電，支持同時(shí)最多可充電4個(gè)設(shè)備;
2，與有線充電器一樣的充電速度，對(duì)所有器件進(jìn)行充電;
3，充電裝置可以設(shè)計(jì)成多種尺寸和外觀，以此迎合消費(fèi)者的口味和需求，在高交會(huì)現(xiàn)場，PowerbyProxi就展示了一個(gè)敞口3D充電箱，可同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電。
4，不會(huì)對(duì)運(yùn)行中的其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。
其他的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)還包括：專利的DHC技術(shù)實(shí)現(xiàn)最大系統(tǒng)性能;模塊具有超低的工作溫度;使用起來完全安全;充電過程中可同樣檢測外加入物體。
從接收器電路和線圈來看，PowerbyProxi的充電基座能夠自動(dòng)識(shí)別設(shè)備，并內(nèi)置過壓過流保護(hù)。在發(fā)射端電子設(shè)備和線圈，充電基座可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同外形尺寸實(shí)現(xiàn)100%無死角，完全不受空間限制，具有過電壓和過溫度保護(hù)的異物探測方法能夠保證操作的安全性和可靠性。
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