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无线充电商品化最后一里路 新兴电源应用关键趋势

智能电源科技协理黄国展。
智能电源科技协理黄国展。

尽管无线充电技术在实验室研究多年,许多科技大厂好几年前不断尝试推出新产品应用,却始终因市场需求不高,而迟迟无法在产业造成爆发点。智能电源科技公司协理黄国展提出问题,手机充电已经是现代人日常生活必做的事情,但为何无线充电还无法取代有线设备?

事实上,如果在露天拍卖网站上输入「无线充电」关键字,结果会挑出28,000多笔相关设备数据,但是,为何无线充电仍无法在生活当中普及化?从使用经验来看,无线充电核心问题还是来自充电的「速度」。

无线+快充=未来无线充电爆发点

黄国展指出,智能电源科技经过多年研究,目前在WPC无线充电标准架构下,其实无线快充可做到跟「有线」一样的充电效率。智能电源科技的研究发现,如果电力发送器(Transmitter)传送7.5瓦时,接收器(Receiver)实际收到5瓦,所以在接收器想获得完整的15瓦电量,发送器端就要发送19瓦。

目前各手机大厂正努力尝试做到高功率无线充电,希望手机每分钟的充电量提升电池的1?2%电力。而目前智能电源科技致力研发「15瓦无线充电+QC Module」解决方案,从硬件、韧体、电力设计、系统整合到线圈设计,就是希望无线充电能做到跟有线充电一样的速度,并开发出实际产品。

黄国展说,未来生态系不外乎就是围绕在「无线充电、物联网及大数据」,当各环境充电设备开始普及,下一步就是抛弃电线、插头,甚至不再有电压110V、220V转接器困扰。而无线充电使用场景包含日常生活各处,例如车载系统,车内配置内建发射器,只要是播影像、音乐、打电话的设备都能轻松充电。饭店内,房客再也不需租赁充电器、电线设备,或是咖啡厅也能透过点一杯咖啡,就能获得无线充电服务,店家更愿意装发射器,减少有线电源成本支出,提升座位经济。

WPC解决无线充电的安全性及温度疑虑

比较WPC与AFA的特性,都以l5W为例,可看出两个阵营各有优势。充电效率来看,WPC l5W效率为80%,而AFA l5W效率则是45%,效率影响温度表现,尤其在接收端,当充电效率较差其温度提升随之提高。成本价格,一个WPC l5W接收器充电模块低于20元美元,AFA 5W则需要70元美元。充电速度的功率,WPC表现也较AFA好。

然而,AFA的优势则是平面充电自由度大,充电区域20x15厘米胜过WPC 2x2厘米。垂直自由度AFA 3?4厘米,胜过WPC低于1厘米。一次充电对象数目AFA是1:3,而WPC是1:1。

目前无线充电技术主流是磁共振跟磁感应,电源操作频率在共振点就是磁共振(依据显圈设计的频率数值),操作频率在非共振点就是磁感应。目前大众对无线充电的风险考量主要是充电对周边金属的加热反应,AFA潜在风险是燃烧悠游卡、加热薄金属,或可能对植入式医疗器材(心律调整器)产生影响。而WPC也会对硬币、回纹针造成加热,不过智能电源科技公司仍选择在WPC架构底下,针对各种充电条件材料、线圈位置设计异物侦测(Foreign Object Detection;FOD)的保护,目的就是让安全度大幅提升。

联网产品皆用电  关键卖点在防水

未来随着联网设备不断扩大,各种场所的电子产品除了要联网,同时也希望能获得不间断的供电。而以手机为例,目前接孔最多只用来充电,未来手机一但搭载内建无线充电接收器,防水功能将是未来电子设备的必要功能。目前无线充电技术,在120W以下的应用,主要应用在穿戴式装置、智能手机、笔记本电脑平板、工具机等。

黄国展最后也补充,所有技术要做到量产才算产品开发成功,而智能电源科技目前已解决无线充电的EMI、热能温度问题,同时在进行后端产品可靠度验证,测试治具、模块校正流程,甚至测试软件都是自己开发,预计2016年9月将有实际产品推出。