無線充電三大標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)缺點及合并挑戰(zhàn)

長久以來，市場一直在廣為討論，為了讓市場起飛，這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該合并。將感應(yīng)和共振技術(shù)相結(jié)合真的有意義嗎?

在生態(tài)系統(tǒng)的層級，更多還沒有 決定要投身那一種特定技術(shù)的組件供貨商，將可驅(qū)動生態(tài)系統(tǒng)來滿足所有的技術(shù)。有鑒于三星在智能型手機(jī)市場擁有很大的市場占有率，它在Galaxy S6中內(nèi)建了Qi 及PMA 技術(shù)，此舉將進(jìn)一步推動對無線充電發(fā)射器的需求。此外，宜家推出超過15款支持Qi標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，也將可讓無線充電深入到日常的家庭中，為無線充電聯(lián)盟帶來很大的優(yōu)勢。

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

上圖的比較顯示感應(yīng)無線充電和諧振無線充電兩者之間的差異(參考文獻(xiàn)7)。

從聚合/協(xié)作的角度來看，發(fā)射器和接收器的設(shè)計有三種可能的類型。它們是：

●　多模式：MI-MI(WPC-PMA) - 純感應(yīng)模式，與Qi和PMA標(biāo)準(zhǔn)兼容

●　多模式：MI-MR(WPC-A4WP / PMA-A4WP) - 與磁感應(yīng)(Qi / PMA)和磁共振(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)的組合兼容

●　三模式(WPC-PMA-A4WP) - 與所有三種無線充電標(biāo)準(zhǔn)兼容

接收端

現(xiàn)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(jìn)行無線充電(參考文獻(xiàn)7)。

支持Qi和PMA標(biāo)準(zhǔn)的純感應(yīng)多模式因為技術(shù)的相似性，所以挑戰(zhàn)較少。不過，要開發(fā)一個在Qi和PMA之間優(yōu)化的系統(tǒng)，在其中一種情況下，效率都會略低。 IDT在2013年宣布推出其業(yè)界首創(chuàng)的雙模式接收器，它可支持Qi和PMA標(biāo)準(zhǔn)(參考文獻(xiàn)9)。另外，TI和Triune systems也已經(jīng)掌握到了其中的開發(fā)要訣。

聯(lián)發(fā)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(biāo)準(zhǔn)(參考文獻(xiàn)10)。而在一些論壇上也討論過支持所有3種標(biāo)準(zhǔn)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(fā)表過一則這樣的聲明(參考文獻(xiàn)11)。

將A4WP系統(tǒng)與感應(yīng)系統(tǒng)整合的挑戰(zhàn)是，A4WP使用Bluetooth Low Energy堆棧。有幾個例子所指出的挑戰(zhàn)是，在電池沒電后，又或BLE一直處在待機(jī)的情況下，器件何時被喚醒。博通說明了其芯片內(nèi)的嵌入式頻率檢測器可以在多個標(biāo)準(zhǔn)之間進(jìn)行選擇(參考文獻(xiàn)11)。隨著時間的發(fā)展，像英特爾、高通、博通等公司將有機(jī)會以創(chuàng)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(jìn)行帶外通訊(out-of-band communication)的成本是很高的。

發(fā)射器端

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

如何彌補(bǔ)今天這個差距?

在前面的章節(jié)中，我們談到了在開發(fā)多模/三模系統(tǒng)的技術(shù)挑戰(zhàn)。此外，隨著時間的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)可能也會聚合，但關(guān)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(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)品的整體體驗，一項確定的關(guān)鍵因素之一是經(jīng)濟(jì)上的可承受性(Affordability)。我們可以做出消費者負(fù)擔(dān)得起的產(chǎn)品，且還克服了所有的挑戰(zhàn)嗎?

這將我們帶進(jìn)到一個思考領(lǐng)導(dǎo)力的有趣領(lǐng)域。除了技術(shù)上的挑戰(zhàn)，這些聯(lián)盟基本上也在試圖解決一組與挑戰(zhàn)性相關(guān)的可用性問題。下面的示意圖標(biāo)識出了這類重要的挑戰(zhàn)，以及針對這些挑戰(zhàn)所完成的規(guī)范。

無線充電聯(lián)盟面對的重要的挑戰(zhàn)。

由于標(biāo)準(zhǔn)的討論將會繼續(xù)發(fā)生，因此會有一個虛擬沙盒(virtual sandbox)的空間，在其中，系統(tǒng)公司可以探討通過創(chuàng)新的施作來彌補(bǔ)技術(shù)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(tuán)的發(fā)展十分同步。正如前面所提到的，本文的內(nèi)容試圖涵蓋無線充電標(biāo)準(zhǔn)的過去、現(xiàn)在和未來，并分析這些標(biāo)準(zhǔn)在整合時的技術(shù)挑戰(zhàn)。

所有這些無線標(biāo)準(zhǔn)是否可以共存?從技術(shù)角度來看，其中是有些挑戰(zhàn)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(yīng)式的。 A4WP帶PMA和/或Qi可以通過開發(fā)多模式的接收器而共存。然而，主要的挑戰(zhàn)將是開發(fā)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(fā)展的一步。但是，有鑒于前文所討論到的挑戰(zhàn)，對于這些聯(lián)盟計劃如何處理各自的感應(yīng)和諧振技術(shù)，仍有待觀察(參考文獻(xiàn)5)。