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即将翻转未来的无线充电技术

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PowerByProxi公司消费性科技事业开发部副总Tony Francesca
PowerByProxi公司消费性科技事业开发部副总Tony Francesca

新西兰PowerByProxi公司,前身是新西兰奥克兰大学(UoA)的无线电源研发团队,从事无线技术开发长达25年之久,也有全球一流的无线电源工程师。7年前整个研究团队从奥克兰大学分立,成立PowerByProxi公司,并且从消费端、商业端、工业端甚至医疗院所各种应用领域,专注研发出多种从毫瓦到千瓦功耗的有线、无线等电源充电与应用相关技术,像是实时充电技术、点对点、多点对多点的无线收发器,以及传送电源与数据于一体的工业用CANBus汇流排等等。

一切事务即将无线化

PowerByProxi公司消费性科技事业开发部副总Tony Francesca指出,公司目前累积多达50种以上的应用,并取得全球309项关于无线充电技术的相关专利。目前合作的客户与合作夥伴,有台湾泰科电子(TE Connectivity)、三星(Samsung)、韩厂SEMCO、德仪(TI)与凌力尔特(Linear Technology)等。

Tony Francesca认为,过去110年来,一切事物皆朝无线化的趋势发展,特别是最近20年来,电脑?消费性产品朝无线化发展的趋势特别明显。像是我们成功剪掉了电话线,而有了无线电话与移动电话等产品的诞生;剪掉音源线,而有蓝牙耳机的出现;拔除数据网络线,改用更方便的Wi-Fi无线网络技术;以及目前的视讯连接线,改用更快速的Wi-Fi 802.11ac的Miracast,或WiGig 802.11ad等超高速无线技术。接下来的下一步,要剪掉的是电源线,将来的移动设备可能不再有电源线,而是充满着以无线充电技术所创造的一切无线的新时代。

目前全球已有超过682项产品,支持并加入由PowerbyProxi开发的Qi无线充电技术,特别是三星(Samsung) Galaxy S6与S6 Edge旗舰智能手机均内建Qi无线充电技术,因三星掌握全球第一大智能手机的出货量,使得运用Qi无线充电技术的移动设备数量越来越庞大,变成全球无线充电的标准。

无线充电技术的进化

无线充电技术的演进,由上一代磁感应(Inductive) Qi无线充电技术进化,也就是改采磁共振(Resonant)技术的Qi v1.2,于2015年1月奥克兰举办的无线充电联盟(WPC)大会中正式公布。Resonant Qi提供更高充电功率,智能充电功能,能针对手机或平板等多样化装置,提供7.5W、15W或多功率混合充电,不仅摆放位置不受限,且支持非平面接触式充电,并维持与上一代仅支持磁感应的Qi v1.1兼容;最重要的是提升能源效率并符合相关EMC兼容规范,解决了EMI电磁辐射外泄的疑虑,且已经通过最大无线充电平台的兼容性测试。

Tony进一步说明新的Resonant Qi v1.2的智能充电设计。它是采取多充电线圈排列(Multi-Coil Charger)方式,采上排三个、中排四个、下排三个的栅栏阵列模式,每个线圈位置有相互重叠,无论手机或平板装置怎麽摆放,至少会覆盖一组完整的充电线圈区域,不论摆放到哪个位置,离该装置最近的线圈,会自动感应并形成闭环充电回路进行磁感应或磁共振充电。

过去采单线圈充电(Single Coil Charger)设计时,因为会有部份线圈没被覆盖到的情况,使得进行无线充电时,会有较大能量的电磁场外泄疑虑。也由于Resonant Qi采多线圈、分割区域充电设计,以手机7.5W/1A供电功率?电流分析,经过每个划分区域的充电转换效率,至少都有67%、最大则有71%的无线充电转换效率。

安全性设计上,Resonat Qi具备智能外来异物侦测功能,仅在放置支持Qi无线充电规格的手机、平板移动设备时,相邻的磁共振线圈才会产生电磁波,让支持Resonant Qi的装置能够感应并进行充电作业;若是随便放上硬币或金属物,甚至是不支持Resonant Qi无线充电规范的手机、平板或移动设备,则无线充电板压根不会启动任何线圈的充电功能,避免不必要的能源消耗与电磁辐射干扰(EMI),使产品能够遵守相关电磁兼容(EMC)规范。

无线充电起飞  即将翻转未来

Tony最后总结,当三星这个全球第一大智能手机大厂将旗下旗舰手机Galaxy S6、S6 Edge内建Qi无线充电技术时,庞大的出货量使得无线充电技术得以加速导入,成为移动设备市场的主流应用。

而纳入磁共振(Resonance)技术的Qi v1.2,能够提供更高的充电电流与供电功率,能更快速的进行无线充电并缩短充电时间,同时具备手机、平板等多装置、多功率、混合充电的智能充电模式,手机或平板摆放位置不受任何限制,也支持非平面接触式的无线充电,同时维持跟既有Qi v1.1的往前兼容能力。

Resonant Qi v1.2提供了更高的充电转换效率,其多线圈设计,辅以智能的异物侦测功能(Forein Object Detection;FOD),可以避免因手机、平板等装置摆放位置不凑巧,或者非支持Qi充电的金属物件掉落于充电面板的表面,而启动了无线充电线圈进行充电,造成电磁波外泄与形成电磁干扰的安全性疑虑。无线充电时代已经来临,即将翻转既有电源线移动设备的未来!