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无线充电商品化技术挑战

无线充电并非高科技,但为了安全与效能需要复杂的电路与先进元件进行控制与转换能量,因此生产成相较于一般充电器高。
无线充电并非高科技,但为了安全与效能需要复杂的电路与先进元件进行控制与转换能量,因此生产成相较于一般充电器高。

台北讯
无线充电的概念已被提出多时,市面架上的产品却没有话题来得多,在各展览中厂商都展出无线充电之产品,而过一段时间后在市面上却没有上市。究竟无线充电产品化会遇到什麽瓶颈?为何无线充电市场成长停滞?如何解决问题?这些问题有待相关业界进一步探讨。

推广无线充电标准化使市场成长停滞

目前还在无线充电推广期,各厂商阵营不断的喊出标准化这个概念,在产品还没有普及的情况下直接将这个概念推到消费端,而目前在标准化阵营中只有Qi系统能提出一个可用的技术可以生产无线充电产品,而其它阵营于基本的技术层面都没有提出可用的架构,这个状况让市场陷入的观望与混乱。

无线充电产品化将会遇到几个重要的技术关键,而这些技术在目前只有少数厂商有技术克服并提出解决方案。这些技术困难主要跟安全性都有关,无线充电最大的安全问题就是其发射能量会对金属物体加热。在电磁感应式无线充电系利用两个线圈进行感应电力传送,是目前无线充电中最容易生产,也是在成本上最有优势的技术;而这个方式传递电磁能量形式上接近于电磁炉,这样的能量施加于金属物体上将会产生热量,这就是电磁感应式无线电力系统最大的安全问题。

磁共振式因技术问题尚无法量产

而另一种技术为被广泛讨论的磁共振式,其对金属加热的反应会比电磁感应式弱一些,但相较于磁共振使用的频率6~13MHz相较于电磁感应式100~200KHz较高,在高频衍生的EMI问题与电路设计上的问题会更难解决,在高通与三星主导的A4WP联盟与INTEL都试图采用磁共振式推行另一个标准化,但在技术层面上至今都还没发布可行的技术细节。

电磁感应式可量产 安全与效能设计还需改良

在电磁感应式中其能量对金属加热的问题需要被解决,所以有两个状况下需要中断能量发送,其一为当发射板上放置无法被充电的金属体时不能发送电力。为了解决这个问题,发射电力的Tx端必需要能识别在线圈上是否有正确的接收电力Rx装置,确认后再开启发送电力之机制,而这个确认的动作发展出很多技术来进行,目前最可行且可靠的方法为利用线圈在进行电力传送的过程中,Tx线圈的电能当载波,Rx线圈透过电路调变阻抗使数据信号反射到Tx线圈,在由Tx电路解析此信号来进行识别Rx装置。

简单的说,就是Tx发送电力在由Rx反馈数据信号,利用这个数据信号来判别装置是否要继续传送电力,若只有在Tx线圈上摆放异物就不会启动电力传送,这也是在qi系统中的控制方法,在实作上透过传送无线电力的线圈进行数据信号传送是非常有挑战性的技术。在这方面的技术目前可以完成的厂商不多,所以另外有厂商提出在无线充电线圈之外另外建立一个通讯(NFC、ZigBee…等)进行数据传输,但在量产上成本会增加,以充电器这样的产品无法接受过高的成本。

另外一个在电磁感应中金属物体造成的安全问题就更难解决了,就是在金属物体只有部分屏蔽在Tx与Rx线圈之间,线圈上的侦测与数据反馈并不会被阻挡,所以即使确认到正确的受电装置才开始送电,但中间夹杂的金属一样会吸收电磁能量而产生热量,这些不应该出现的金属物体在此将它称为金属异物,即在设计中不应该存在但又无法避免使用者有意或无意的加入它,如何在电路中透过新技术找出不应该出现的金属异物,进而采取安全保护的动作来确保无线充电系统的安全机制,是系统设计的高难度挑战,关于这部分于目前也只有少数的厂商可以提出相关的技术解决方案。

市场需要的是物美价廉的产品 标准化非首要考量

无线充电商品化技术挑战有两方面,在技术层面上目前可以量产的电磁感应式其在产品安全与性能上还要改良的空间,而磁共振的部分在基本技术都还不明确的情况下,安全与性能的问题都也还没有技术可以解决,在现今的状况下应归为无法量产的技术。在市场方面,标准化已经陷入迷思;Qi推广标准化要厂商在产品开发初期付出高额的费用,而另外提出标准化团体,却无法立即拿出可生产的技术方案,使生产厂商进入观望。最后回归到产品上,充电器应该是一个简单方便的工具,除了方便之外并没有其它价值,而现有的无线充电产品一般来说都需要支付到100美元才能购买到无线充电的组合,这样的价格应该是商品推广最大的障碍,并非购买的商品是否可以共享的标准化问题,至于市场能接受的产品价位与厂商降低成产成本的空间,是商品销量转折的关键点。
(本文由富达通科技股份有限公司提供,记者陈萍整理。)


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