德仪推WPC1.1 Qi无线充电 盼电信商成推广助力

216 2020-07-09 741
德州仪器今日(5/29)宣布支援 Wireless Power Consortium 无线充电联盟最新的 WPC 1.1 Qi 标準,其拥有 70 x 20mm 充电面积,是目前 18 x 18mm 标靶式(Bull's-Eye)无线充电面积的四倍,并提高功率、将充电效率提升至 70%,同时支援寄生金属(Parasitic Metal)与外部物体检测机制,可避因金属或生物介于手机与充电板间所可能造成的危害或产品损坏。德州仪器目前推出的 bq500410A 与 bq51050B 无线充电模组即支援最新 WPC 1.1 Qi 标準,其中后者採用单级(Single-stage)设计,可节省 60% 电路板空间。另外,德州仪器也认为,无线充电是否能够顺利推广,电信商的影响力很大,像是日本与美国皆因为电信商的需求,强化了手机厂推出 Qi 无线充电手机的动力,而亚洲地区则期盼未来中国电信商能够加入。 


德州仪器认为无线充电存在的目的并非取代传统的有线充电,而是一种共存的发展,如同 Wi-Fi 普及后并未让 RJ45 有线网路消失。

2008 年成立的 Wireless Power Consortium 无线充电联盟(WPC)目前成员数超过 146 家厂商,其所制定的 Qi 标準,是目前最具规模、且实际上市商品最多的无线充电技术规範,目前全球已经出货的无线充电相关产品已达 1,500 万个,预估 2013 年总出货量可达 4,000 万,其中就有 50% 以上支援 Qi 标準。而 Qi 规範标準也已经于 2013 年 5 月进入第二代,由 WPC 1.0 提升至 WPC 1.1。WPC 联盟的主要任务除了订定 Qi 标準,最重要的就是透过全球九间检验机构,对厂商的产品是否符合进行认证,使其能够与其他任何通过 Qi 检验的产品共用无线充电功能。


德州仪器目前已推出符合 Wireless Power Consortium 无线充电联盟(WPC)Qi 标準的无线充电装置为主,虽然也有加入 Power Matter Alliance(PMA)与 Alliance for Wireless Power(A4WP)组织,但目前暂无针对这两个标準推出解决方案。但未来希望能够推出同时支援 WPC 与 PMA 两种标準的无线充电装置,而 A4WP 则是属于另一个层面的技术,要切入市场还需要一段时间。

WPC 无线充电联盟所推出的 Qi 标準,目前主要採用的是非接触低频的电磁感应(Inductive Based)技术,简单来说有点像是微波炉的原理,因此虽然手机与充电板距离很近,但若充电中有金属等物体介入两者之间,将会造成发热甚至让充电板或手机溶解的危险,也因此 WPC 1.1 Qi 标準中才会加入感测金属、生物的安全机制。而相对于另外两个较晚出现的 Power Matter Alliance(PMA)与 Alliance for Wireless Power(A4WP)组织,WPC 最大优势在于发展较早、成员较多,且组织较完整,较多会员厂商的支持对于早先一步抢得市占率也有很大的帮助;而 WPC 对于 Qi 标準的规範内容、相关配套(设立验证机构)等方面亦较为成熟明确,且其只要求产品能够完整支援 Qi 充电功能即可,对于厂商的规範较鬆,在遵循标準的同时还是让厂商保有充足的自主开发空间,这也是造成加入 WPC 联盟的厂商越来越多的主要因素之一。


虽然 Qi 标準已进展至 WPC 1.1,拥有更高的输出功率,但目前依旧以智慧型手机充电为主要用途,提供更的充电速度,短期内无线充电功能还是无缘在笔记型电脑与平板电脑等装置上现身。

至于由 Powermat 主导的 Power Matter Alliance(PMA)採用技术与 WPC 类似,皆属 非接触低频的电磁感应,也因此 TI 才有意在未来推出兼容 PMA 与 WPC 双标準的无线充电装置。而 Alliance for Wireless Power(A4WP)则由三星与高通等公司主导,採用更进阶的磁共振技术,频率较高、传输範围较大,理论上手机进入充电器四週的一定区域(例如一个房间)内即可开始充电、两者无须靠近,达到「无线电源自由空间」(Spatial Freedom)目标,比起现有的无线充电技术更接近使用者的理想体验目标。不过,A4WP 的机制仍有许多待关键技术待克服,例如电磁波较强、电力的转换率较低(保守估计仅 50%),且较容易受到房间内的物体干扰,因此整体来说门槛较 PMA 与 WPC 高许多,目前距离商用化还有一段距离。


目前全球已经出货的无线充电相关产品已达 1,500 万个,预估 2013 年总出货量可达 4,000 万,其中就有 50% 以上支援 Qi 标準,其中除了 NOKIA 与 Google 外,几乎所有的厂商推出无线充电功能手机的背后,都与电信商的客製化需求有关,也因此德州仪器认为,要推广无线充电,电信商的支持与否至关重要。

虽然像是 NOKIA 等厂商,均曾在全球化机种中独立推出过搭载 Qi 无线充电功能的产品(如 NOKIA Lumia 920),但 TI 强调无线充电功能的推广速度,与电信商的支持力道还是有相当直接关係,例如日本的 NTT DoCoMo 大力推广 Qi 标準,使得让富士通、NEC、SHARP 等大厂相继在这几季的新机中陆续推出数款无线充电智慧型手机,美国市场也因为 Verizon 电信的相挺,因此出现很多支援无线充电功能的客製化产品。德州仪器认为,目前若中国的三大电信(电信、移动、联通)能够加入推广 Qi 标準,对于亚洲地区的无线充电功能普及应该会有相当大的助益。不过,这种以电信商影响手机厂的模式,笔者认为由于台湾与美、日以电信公司主导的手机市场经营模式不同,客製机无论数量、客製化程度都相当小,因此台湾的电信公司在这部分的影响力可能十分有限,最有可能的还是待全球市场对于无线充电的需求提升,无线充电功能成为智慧型手机标準配备时,该功能的普及率才有可能大幅提升。


TI 针对 Qi 无线充电 WPC 1.1 推出新解决方案,提供厂商在製作相关产品时可以更轻易通过 Qi 认证,加速无线充电功能推广。

此外,TI 认为如何让消费者接受、并产生对无线充电的需求是很重要的。例如许多人会觉得无线充电板本身还是要插电,除了充电过程稍为方便一点外,并无法真正达到无线化的目的,而「嵌入式」(如整合于桌面)的无线充电装置目前也有商品化的难度,要自己动手 DIY 将充电板与桌子等设备结合又会受到现实的阻碍(例如公司的办公桌不能破坏),因此德州仪器也与各方业者合作,设计各种解决方案,让无线充电能够真正与消费者的生活结合。


由 AVNET 发想无线充电装置样品,最上方为无线充电板、第二层与第三层分别加入 USB 与一般插座,圆柱状外型可与办公桌的集线孔结合,让无线充电板不仅不佔用桌面空间,还拥有更多功能。(本产品为厂商试作样品,非市售商品)

【手机王评论】

无线充电应该会是 2013 年最夯的手机功能之一,毕竟不用插拔 microUSB 充电,加上云端技术传送资料,让智慧型手机完全摆脱线材束缚只差这一步,待未来类似 A4WP 主推的磁共振无线充电克服技术瓶颈,创造随时随地将手机保持在充电的「无线电源自由空间」时,不仅对使用者来说更加便利,必然也会是除了改善手机电池效率外的另一个电源解决方案。而德州仪器拥有有完整的晶片配套方案与丰富的技术资源,同时压宝三大无线充电标準联盟,必然不会在未来的无线充电市场中缺席。