無線充電三大標準優缺點及合并挑戰
優點:
● 已有建立完成的測試機構和生態系統,695項認證產品(參考文獻4),為加速采用走出了一條康莊大道
● WPC技術已內嵌在三星的Galaxy S6(參考文獻5)
● 基于Qi的生態系統和強大且可擴展的平臺,使得像宜家公司可利用Qi充電技術,而將它嵌入在家居飾品中
● 規格非常成熟,2011年以來,就已經有產品上市
● 提升到未來Qi規格的途徑,未來Qi的規格將可支持多臺設備同時充電,增加Z距離(>5厘米)
● 因為緊耦合線圈結構的因素,所以可以達到更高的效率
● 輻射排放量低
● 有鑒于它是一成熟的標準,市場上有多家的IC和系統供貨商,所以它的實現成本最低
缺點:
● 聯盟的規模大,可能會因為決策過程緩慢,而使得進步的腳步放緩
● 在進一步更新規格時,要讓現今市場上數以百萬計的器件可以達到充分的向后兼容性,將會是一項挑戰(然而,其他標準也會面臨到同樣的問題。)
電力事業聯盟(PMA)
PMA公司于2012年成立,是一個與Qi競爭的標準,但同樣是以相同的磁感應原理來運作。從技術上來講,這兩種標準很相似。 PMA有額外的軟件鉤(software hook)來定義協議、控制和管理信令,WPC可望在他們的下一個規范版本中把管理信令的能力加進去。在較早的版本中,借著讓磁鐵托住接收器而讓接收器的線圈和發射器的線圈可以對準。然而,據我們的了解,PMA將在不久的將來會把磁鐵拿掉,并引入多個發射器的設計,其中有一個或多個線圈。著眼于物聯網(IOT)的發展,PMA已與星巴克合作開發應用,它具有基于云端的電源管理功能,可用來對充電站進行定位及管理(參考文獻5)。
特點:
● 緊密耦合的感應方案
● PMA基于磁感應的電力2.0 (power 2.0)技術,未來規范會與A4WP合并
● 操作的頻率范圍為277至357千赫
● 超過100家的業者支持,包括三星、LG、HTC、ATT、谷歌、Blackberry、華為、Kyocera和IDT
優點:
● 市場主要的推動力來自產業界的重量級公司,像是Duracell-Powermat、星巴克和ATT
● PMA技術已內嵌在三星的Galaxy S6(參考文獻5)
● 有5座測試實驗室和24項通過認證的產品(參考文獻5)
● 基礎設施公司的采用為用戶提供一個首次使用該技術的經驗
● 因采用Qi的磁感應原理,所以也有類似的技術優勢
缺點:
● 在采用和設計靈活性方面,仍然處于早期階段
● 針對大規模采用,規格尚未最終確定
● 在采用A4WP基于磁共振技術的未來版本之規范時, 向后兼容性將會是一個挑戰
無線充電標準聯盟(A4WP)
A4WP (Alliance for Wireless Power),又名Rezence,也是在2012年成立,它是基于磁感應無線充電標準的替代性技術。 A4WP采用磁共振的原理,這種原理不用讓一次和二次線圈緊密對準。相反地,發射線圈夠大,大到足以產生高磁場,可與在初級線圈附近接近之處的次級線圈接合,且不只是一個,而是多個。這意味著單一發射器可以對多個接收器(電話、平板計算機等)充電。
電力傳送單元(PTU)中的系統設計由一個源直流電源(Source DC supply)、共振器、匹配單元、一個功率轉換單元,和一個信令和控制單元所組成。而電力接收單元(PRU)則是由一個諧振器、整流器、電源轉換單元、信令和控制單元所組成。帶有PTU和PRU的系統架構星型拓撲結構,在PTU和PRU之間有雙向的信令。

上圖是A4WP 技術的典型發射線圈結構(參考文獻6)
特點:
● 是一種基于松耦合磁共振的技術
● 在Bluetooth Low Energy(2.4 GHz ISM的頻率范圍)的頻帶之外通訊
● 電源傳輸頻率為6.78兆赫
● 所接收到的3.5和6.5W電力,適用于智能型手機之類的應用,預計未來將增加至50W,以涵蓋更多的消費性電子設備
● 相較于電流感應替代方案,承諾會提供更長的Z距離
● 超過100家的業者支持,包括三星、戴爾、富士通、LG、夏普、佳能、松下、HTC、聯想、高通等
優點:
● 相較于電感式替代方案,可以潛在性的更低成本提供最大的自由空間
● 允許多設備充電
● 可擴展到更高的功率和穿戴式產品是其一大賣點
缺點:
● 在建立認證和測試機構方面,仍處于早期階段
● 因為獨立的信令電路,所以通信費用高
● 電磁干擾增高/輻射高
● 由于松散耦合的線圈結構,所以效率低
● 由于額外的通信帶寬會增加成本,所以配件有限
影響聚合的因素
評論