掌握无线电源市场引爆期的黄金时刻
无线电源市场正要起飞,对于尚未完全了解无线充电技术的客户来说,更必须掌握市场成长的关键时刻,以赶上无线充电的市场潮流。透过IDT的统包(Turnkey)式开发套件,不仅能快速开发出相关产品,并为客户的产品加值,提升到无线充电的等级,以增加产品的竞争力…
艾迪特科技(IDT)无线电源市场总监Laurence McGarry先生以「Wireless Power – Ready for Prime Time」(掌握无线电源发展的黄金时刻)为主题,介绍无线电源的原理、架构、产业标准、市场趋势,并解说如何跨越鸿沟,以及如何选对正确的开发工具,以掌握无线电源的大众市场。
首先Laurence说明,2015年广被市场认为是无线电源发展的爆发年,因为有不少手机大厂与产业联盟皆大力推广这个技术,且有实质的产品相继推出。而这次所要探讨的,就是无线电源技术的发展其实已经超过百年以上了,直到近年来才逐渐导入主流市场。并透过回顾无线电源技术的发展趋势和标准,以期待将成为主流市场的新宠儿,并大规模应用在主流市场产品上。
无线充电原理介绍 供受电元件不可少
有关于无线电源(Wireless Power)的概念,就是透过一种交流电在电源发射端线圈中流动所产生的磁场,让接收端线圈产生电压。而这个电压可以被用来对移动设备供电,或者对一颗电池来充电。当发射端与接收端的线圈大小相近,且两者之间相隔的距离也非常短之内,就有最佳的能量转移效果。
然而真正可量产的无线电源产品,则必须要考量充电时的安全性与充电效率。以WPC产业联盟(Qi)的系统架构图为例,可得知供电端(Tx)主要元件必须具备:电源转换单元(DC转AC)、电源传输适配单元(以符合受电端需求,与要求端运作点做匹配)、信息接收单元(透过通讯封包,从反射负载来解调制)。当然受电端(Rx)相对的就要有:电源接收单元(AC转DC)、电源接收控制单元(移动设备必备元件,与发送端运作点做匹配)、信息发送单元(透过通讯封包、由电源信号来负载调制)。
此外,供受电端两边都需要有微控制器、ROM、RAM、电路防护机制(如OTP、UVLO、OVP、OCP)、时脉产生器、GPIO、温度控制,以及FOD(异物侦测)...等元件,当然还要有双向的安全认证单元,透过IDT的反向通道来互相沟通,搭配WPC Qi的通讯连接机制,以确保无线电源能完善地从供电端传送到受电端。
两大充电技术比较 双方各有其优其劣
目前在消费性市场中,可应用到且成熟的无线充电技术,有磁感应(Magnetic Induction;MI)与磁共振(Magnetic Resonant;MR)两种。MI的充电效率比较高,可达到70%~75%,且最高做到15W的充电等级。由于磁场间有屏蔽层设计,充电距离必须要小于0.5cm,且只能1对1充电。至于MR则是磁场间是开放设计,充电距离较长(超过1英寸),且可以1对多充电,不过目前只能做到3~10W的充电等级。
由于WPC (Qi)联盟是以MI为主,且起步很早,技术也成熟,不少量产的产品已在市面上销售中,至今已出货量超过5千万,适合大型智能手机导入。相对的A4WP联盟采用MR技术,虽然提供更广、可多装置充电能力,但起步较晚,而且体积更大、效率更低、成本也比较高、还有EMI(电磁干扰)等因素,让A4WP推广上受到一些阻力,而后来的PMA联盟采用MI技术,但起步也为时已晚,因此A4WP与PMA同意合并成AirFuel联盟,以利未来的产业标准推广。
至于市场趋势方面,由于无线充电具备方便、免接线、防水防尘、无接孔耐用度问题、不受外型限制等优势,因此受到三星、苹果、宜家等大厂的大力推拱,并相继推出应用无线充电的新产品,使得2015年被视为无线充电的引爆年。目前市场几乎采用成熟的MI方案,加上WPC (Qi) v1.2规范有新的EPP协定,因此MI方案将主宰未来市场至少2~3年。
IDT提供Qi的统包方案 加速客户快速导入
IDT的无线电源产品,主要是以WPC的Qi为主。提供外型小的成品,加上广泛的技术支持,让客户能够轻松导入。IDT有完善的5W统包(Turnkey)解决方案,例如P9038-R-EVK(Tx)与P9025AC-R-EVK(Rx)等评估套件,皆通过Qi的认证,让客户轻易整合至产品内,以快速设计出原型产品。
此外,IDT的产品也提供FOD(异物检测)的功能,并有效能调校指引,其Rx端除了通过Qi的最佳化的原厂设定标准之外,也能让客户根据需求来导入第三方的设定档,让产品开发更具弹性。
整体而言,无线电源的好处在于,让产品可以做到真正防水/防尘,消除了有线充电孔长久使用后会有锈蚀与降低可靠性的问题,且减少外型设计时的限制,以提供更好的使用者体验。而IDT所提供的无线电源开发套件,可以协助客户建置完善的无线充电应用产品,以应用在PC周边、小型家电、强固型电子玩具、家具等市场,为客户的产品提升竞争力!