無線充電三大標準優缺點及合并挑戰

長久以來，市場一直在廣為討論，為了讓市場起飛，這些標準應該合并。將感應和共振技術相結合真的有意義嗎?

在生態系統的層級，更多還沒有 決定要投身那一種特定技術的組件供貨商，將可驅動生態系統來滿足所有的技術。有鑒于三星在智能型手機市場擁有很大的市場占有率，它在Galaxy S6中內建了Qi 及PMA 技術，此舉將進一步推動對無線充電發射器的需求。此外，宜家推出超過15款支持Qi標準的產品，也將可讓無線充電深入到日常的家庭中，為無線充電聯盟帶來很大的優勢。

Gartner的數據指出，手機和平板計算機2015年的出貨量預計將可達22.6億臺(參考文獻3);所以最終，我們可以看到會有大量的產品推出上市。在我們針對可能性而進行腦力激蕩時，有必要從接收器和發射器的角度了解其中所涉及的挑戰。

上圖的比較顯示感應無線充電和諧振無線充電兩者之間的差異(參考文獻7)。

從聚合/協作的角度來看，發射器和接收器的設計有三種可能的類型。它們是：

●　多模式：MI-MI(WPC-PMA) - 純感應模式，與Qi和PMA標準兼容

●　多模式：MI-MR(WPC-A4WP / PMA-A4WP) - 與磁感應(Qi / PMA)和磁共振(A4WP)標準的組合兼容

●　三模式(WPC-PMA-A4WP) - 與所有三種無線充電標準兼容

接收端

現在有TI、飛思卡爾、IDT及Broadcom等公司可以提供單模的接收器芯片。三星的Galaxy S4即采用TI的接收芯片來進行無線充電(參考文獻7)。

支持Qi和PMA標準的純感應多模式因為技術的相似性，所以挑戰較少。不過，要開發一個在Qi和PMA之間優化的系統，在其中一種情況下，效率都會略低。 IDT在2013年宣布推出其業界首創的雙模式接收器，它可支持Qi和PMA標準(參考文獻9)。另外，TI和Triune systems也已經掌握到了其中的開發要訣。

聯發科今年早些時候宣布推出一款多模的芯片(MT3188)，它可同時支持PMA和A4WP 標準(參考文獻10)。而在一些論壇上也討論過支持所有3種標準的接收器版本，且解決方案也開始在市場上推出。 Broadcom公司就在最近才剛發表過一則這樣的聲明(參考文獻11)。

將A4WP系統與感應系統整合的挑戰是，A4WP使用Bluetooth Low Energy堆棧。有幾個例子所指出的挑戰是，在電池沒電后，又或BLE一直處在待機的情況下，器件何時被喚醒。博通說明了其芯片內的嵌入式頻率檢測器可以在多個標準之間進行選擇(參考文獻11)。隨著時間的發展，像英特爾、高通、博通等公司將有機會以創新的方法改變這種情形。但今天在配件市場，我們必須有獨立的BLE芯片。這顯然會對成本造成影響。一般情況下，在一單獨的信道上進行帶外通訊(out-of-band communication)的成本是很高的。

發射器端

在發送器端所面臨到的挑戰是不一樣的。然而，一個純粹感應的施作方式是很簡單的，像飛思卡爾半導體和Triune Systems公司已經有可用的解決方案了。當我們探索多模式發射器時，將低頻發射器與高頻發射器結合在一起是一件相當復雜的工作。將低頻線圈嵌入到高頻線圈系統會有一些問題，如電源耦合的問題、調諧挑戰、及MI和MR之間的耦合等。因此開發原型是可以做的，但要實際施作則需要深思熟慮。

如何彌補今天這個差距?

在前面的章節中，我們談到了在開發多模/三模系統的技術挑戰。此外，隨著時間的發展，標準可能也會聚合，但關鍵的問題是，我們今天能做什么，讓消費者可以享受到無線充電的好處?正如前面的討論，一種可能性是把多個標準放在接收器之中，但它必定會對成本和尺寸造成影響。我們在引言部分討論過產品的整體體驗，一項確定的關鍵因素之一是經濟上的可承受性(Affordability)。我們可以做出消費者負擔得起的產品，且還克服了所有的挑戰嗎?

這將我們帶進到一個思考領導力的有趣領域。除了技術上的挑戰，這些聯盟基本上也在試圖解決一組與挑戰性相關的可用性問題。下面的示意圖標識出了這類重要的挑戰，以及針對這些挑戰所完成的規范。

無線充電聯盟面對的重要的挑戰。

由于標準的討論將會繼續發生，因此會有一個虛擬沙盒(virtual sandbox)的空間，在其中，系統公司可以探討通過創新的施作來彌補技術上的差距。今天，PowerSquare正朝著這個方向在努力，在同一時間，這也與這些集團的發展十分同步。正如前面所提到的，本文的內容試圖涵蓋無線充電標準的過去、現在和未來，并分析這些標準在整合時的技術挑戰。

所有這些無線標準是否可以共存?從技術角度來看，其中是有些挑戰的。對于WPC和PMA，一款TX和RX的解決方案是非常簡單的，因為它們是純感應式的。 A4WP帶PMA和/或Qi可以通過開發多模式的接收器而共存。然而，主要的挑戰將是開發多模式的TX解決方案。 PMA與A4WP之間最近宣布的合并正是朝著聚合方向發展的一步。但是，有鑒于前文所討論到的挑戰，對于這些聯盟計劃如何處理各自的感應和諧振技術，仍有待觀察(參考文獻5)。