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提高无线充电自由度 增多元应用领域

  • 刘中兴台北

无线充电备受看好,多种技术竞逐市场,其中又以磁感应(magnetic induction)及磁共振(magnetic resonance)蔚为无线充电两大主流技术,两者皆使用磁场做为传递电力的媒介,然而各有擅场。相较之下,磁共振拥有更大的距离与空间的自由度、穿透力更高,且能实现一对多个装置供/充电等优点,使得应用领域更为宽广。基于这些优点,捷佳科技主攻磁共振无线充电技术。

导入磁共振技术,提升使用满意度

捷佳科技市场总监亓立安。

捷佳科技市场总监亓立安。

有别于磁感应必须透过两个匹配线圈的精确对准及有效接触才能传输电力;采用磁共振技术,则任何需充电的装置只需要放在充电范围的三度空间内,就可以方便地进行充电。捷佳科技市场总监亓立安强调,「磁共振的空间自由度解除了点对点充电的限制,这样的便利性可以大幅提高使用者满意度。」

此外,磁共振可在一定距离内穿透各种材质,如木材、石头、玻璃、混凝土、沥青等,充电器安装不需钻洞或破坏桌面。磁共振的第三个关键优势,则是能以一个充电器同时为多个装置充电,亓立安说明,「每个在充电空间内的装置,都可以有效获取所需的功率。」

从机器人到家俱,无线充电产品增多

在一对多无线供/充电的应用方面,捷佳与宜普电源转换公司(EPC)已合作成功开发无线供电桌面垫,此产品是以大面积磁共振发射线圈实现一对多个供/充电,可应用于无线供电电竞桌等产品,甚至可以装在家俱、墙面、地板里,成为无线供电家庭与办公室的重要供电来源。

另一个值得关注的无线充电市场区隔是机器人应用,亓立安指出,「几乎所有自主移动型的机器人,例如扫地机器人,都必须在电池耗尽前自主回到特定地点进行自动充电,而磁共振无论在传电距离、功率输出、充电成功率方面都能满足这个领域的需求。」

此外,传统金属接触式充电座易因氧化而导致充电不良或失败,甚至还有触电危险等问题,磁共振无线充电因为无须接触,所以可避免这些问题,且由于机器人无须留下暴露在外的接触式充电金属,因此机器人本身可完全密封,也就能适用于更多元的环境。

捷佳的无线充电模块已在今年完成设计并整合至客户的机器人产品中,目前已进入量产阶段。亓立安强调,「基本上,只要是无线传电距离超过1厘米且需要高功率输出的应用,都是我们的潜在市场,因为目前看来只有磁共振可以满足需求。」

提高转换效率,考验厂商功力

基本上,功率越大,则需有更高水准的转换效率设计能力来降低相对产生的热能。在无线传电设计中,电源转换(Power Conversion)是影响系统总效率的关键,无论是AC/DC、DC/Switching RF Amplifier、RF/DC Rectifier,每一个建立区块(building block)都需考量优化转换效率来降低系统散热的问题,如果再加上缩小体积的考量,则系统设计可谓难上加难。

捷佳长期致力于提升无线充电的功率及传电距离,已缴出具体成果,例如,捷佳的一对一磁感应发射与接收模块功率就是从20W起跳,无线距离可达3.5cm,之后即将推出40W/3.5cm模块,且年底将进一步提升至80W/3.5cm,值得一提的,捷佳将于年底推出距离达20cm的模块产品。

整体而言,无线充电市场从过去仅专注于手机所需的小功率5~7.5W及低于1cm的极短距离,到现在已进展至15W以上及1cm以上至20cm的中距离,无线充电应用已扩展至手机以外的领域。亓立安表示,「在手机之后,许多非手机领域的客户对无线充电展现高度兴趣,纷纷表达与捷佳合作的兴趣,相信在未来一两年内将看到各种无线充电产品现身市场,无线充电普及度可大幅提升。」

根据研究机构IHS预估,无线充电市场规模将于2019年突破100亿美元。市场备受看好的原因有三,首先是无线充电标准规范已大致底定,且相关标准联盟的成员数量亦不断增加中;其次为电源发射器、电源接收器IC与模块供应商越来越多,加速规模经济逐渐成形,使制造成本可望进一步下降;第三则是目前中、美、日运营商已开始引进无线充电手机,提高此一技术于移动设备应用市场的能见度,再加上无线充电应用已开始扩散至其他领域,无线充电市场的成长堪称乐观。

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