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Dialog力推射频无线充电 开启全新使用体验

虽然无线充电应用近年来曾引起市场的广泛关注,但由于便利性、成本、安全性等诸多问题一直未能取得大规模的采用。有别于传统的线圈式(coil-based)无线充电技术,Dialog Semiconductor藉由与Energous合作,将以独特的射频式(RF-based)无线充电技术为消费者提供全新的使用体验,并锁定穿戴、IoT装置为主要市场,企图拓展更宽广的无线充电应用商机。

Dialog企业战略资深总监Mark Hopgood表示,「身为电源技术的领导厂商,过去5年来Dialog一直密切关注无线充电市场的发展。然而,线圈式无线充电技术兴起时,Dialog并未冒然投入的原因在于,不认为此技术能根本性地解决无线充电的问题。」

Dialog企业战略资深总监Mark Hopgood。

Dialog企业战略资深总监Mark Hopgood。

「对消费者来说,对无线充电的期待是应能够很轻松弹性地为各类电子装置进行充电。但事实上,现行的无线充电要求装置放在充电器上需完全对准,并有一些限制。因此,过去几年来,尽管市场炒得沸沸扬扬,但由于无法满足消费者对无线充电使用体验的期望,因此并未真正取得成功」,他强调。

与Energous共组策略夥伴关系

两年前,Dialog发现了新创业者Energous,它的射频式无线充电技术让Dialog对此市场又重新燃起兴趣。不过,由于任何一种射频技术都必须通过主管机关的核准,才能确保安全性与不受干扰,在Energous的技术尚未获得核准之前,Dialog仍持保守的态度。

一直到2016年夏天,Energous宣布通过美国FCC(联邦通信委员会)的核准,成为市场上第一款获得FCC核准的射频无线充电技术,为其商业化应用树立了重要的里程碑。也因此,Dialog旋即于2016年11月宣布投资Energous并建立策略夥伴关系,成为其WattUp无线充电芯片的全球独家供应商。

Hopgood表示,「Energous是一家成立3年的新创公司,要进入消费市场,必须有足够的资源应付大量制造、技术服务、可靠度要求等各种需求。藉由与Dialog合作,Dialog将协助他们进行芯片的测试、品管作业,再加上Dialog们已与台积电建立了密切的制造合作关系,Energous也能透过Dialog取得更佳的制造成本,发挥供应链的综效,共创双赢局面。」

此外,Dialog还能将其领先的蓝牙低功耗、电源管理、AC/DC电源转换芯片与Energous方案彼此互补,打造出具成本效益、扩充性高的完整解决方案,以锁定IoT、穿戴装置、助听器、耳机、智能手机、汽车等各种产品。

全新的射频无线充电技术

Hopgood解释说,与现行基于线圈的感应或共振式无线充电不同,WattUp技术的最大突破点在于,它是采用射频无线电技术,透过接收发射端的无线电波,再将其转换为电源,因此可免除传统耗费空间的线圈设计。

再加上天线设计的弹性与体积小优点,能够为包括助听器或IoT传感器这类精巧装置提供无线充电功能,而且享有更佳的放置自由度,任何角度都能轻松进行充电。

这种非耦合式(uncoupled)的无线充电,可实现一面使用电子装置、一面充电的全新体验,Dialog将其称为全新「无线充电2.0」时代的开展。

不过Hopgood也指出,与现行的共振式(A4WP标准)、以及感应式(Qi标准)无线充电相比,这三种技术在成本、扩充性、功率、效率、尺寸、距离等方面各有强项,未来仍将共存于市场。

只是,WattUp特别强调的是能以A4WP标准同样的弹性,提供与Qi同样的低成本优势,特别适用于低功耗穿戴式与IoT装置。此外,WattUp最高仅能提供10瓦左右的功率,与WiTricity这类业者提供汽车或公共区域用大功率无线充电的应用也完全不同。

根据Energous的技术蓝图规划,WattUp技术有近场(near field)、中场(mid field)、以及远场(far field)三种不同版本,其充电距离分别为接触式(5mm)、相隔90厘米、以及450厘米。此外,依据距离的远近,可提供不同的功率规格,分别为数瓦、数百mW、以及数十mW。

因此,依照不同的充电距离与功率,WattUp技术提供了不同的无线充电使用情境。针对近场应用,就是最典型的把手机等装置放在发射器上,进行接触式无线充电,可将手机充饱电。但与现行的Qi标准不同之处在于,它完全没有方位对准的限制,能够随意摆放,灵活度更佳。

至于中场应用,则可将发射器内建于PC中,以同时为键盘、鼠标等周边装置进行充电。由于这时提供的功率仅为数百mW,因此能以滴流模式(Trickle mode)对智能手机充电,以维持手机电池的电力。它的好处在于,由于手机能一面使用,一面轻松地随时保持电力,因此制造商在设计手机时便能采用容量较小的电池,让手机更为轻薄。

最后,在远场应用方面,由于充电距离可达450厘米,能为智能家庭、物联网传感器等各种节点装置进行线上充电,这对满足物联网装置需支持长达数年电池寿命的需求,提供了更为有效的解决方案。

针对业界对于射频无线充电技术可能带来的干扰与安全性疑虑,Hopgood表示,WattUP是在ISM频段的5.8GHz附近运作,完全不会与既有的Wi-Fi或其他无线通讯技术干扰。

至于中场与远场版本,则将导入束波成形(beam-forming)技术,透过蓝牙信号确认待充电装置的位置后,便会在装置周遭形成一个3D能量空间,随着装置的移动持续保持充电。而且,根据FCC的要求,针对中场应用,WattUP须能够在距离超过一米时,立即将功率降低50%,以确保安全性。

他强调,获得FCC的核准意味着消费者无须担忧安全性与干扰问题。继近场技术获得核准后,Dialog已正式推出相关的芯片与评估板方案,中场与远场方案则将陆续于2017年第3季与2018年正式推出,届时将能开启全新的无线充电应用。

同时,Hopgood表示,可望从2017年底开始,就将看到采用近场方案的产品上市。关于Dialog射频无线充电方案详细,欢迎造访Dialog官网。(本文由李佳玲整理报导)