采用多模設(shè)計無線充電 兼顧效率與便利性

　　圖2 Q系數(shù)百分比

　　在A4WP規(guī)格的解決方案中，因為頻率固定，傳輸器和接收器間的共振頻率和阻抗網(wǎng)絡(luò)需要更為精準(zhǔn)匹配。典型的MR解決方案與MI解決方案相較，需要較高的Q系數(shù)(50-100)。

　　電源管理影響無線充電效能

　　高效能電源管理架構(gòu)的發(fā)展，對MR和MI解決方案成功的建置有重大影響。對傳輸器而言，為了在共振電路感應(yīng)電流，須進行DC到AC的轉(zhuǎn)換，在MI技術(shù)中，會在此轉(zhuǎn)換使用半橋或全橋變頻器;而在MR技術(shù)中，是透過功率放大器(PA)感應(yīng)電流。

　　功率放大器的架構(gòu)和分類會因各應(yīng)用的頻率、靜態(tài)電流、效率、尺寸、成本和整合需求而有不同，轉(zhuǎn)換時須謹(jǐn)慎考慮如何降低閘極驅(qū)動器損失、切換、導(dǎo)電、偏壓、內(nèi)接二極管損失，以及外部組件等效串聯(lián)電阻(ESR)和等效串聯(lián)電感的寄生(ESL)。這些是開發(fā)高效能整合解決方案所遭遇的部分重大挑戰(zhàn)。

　　根據(jù)輸入電壓需求和設(shè)計架構(gòu)流程，制程選擇對整合型解決方案優(yōu)化有重大的影響。系統(tǒng)中有多個控制循環(huán)，而完整控制循環(huán)的穩(wěn)定性對高效能解決方案的整體效果有非常大的影響。在MI和MR技術(shù)中，可藉由有效的電源管理達到相近的效能和效率。

　　整合藍牙通訊機制 無線充電管理更精準(zhǔn)

　　為成功傳輸電力，傳輸器須辨識正確的耦合接收器。在WPC和PMA解決方案中，傳輸器會定時發(fā)出檢測信號以搜尋接收器;找到接收器后，即開始進行電力傳輸。這些解決方案以固定的頻率調(diào)變進行通訊。其他通訊方法包括振幅、功率、電流和脈沖寬度調(diào)變(PWM)。如果傳輸端和接收端間相符的網(wǎng)絡(luò)可容忍較大頻率變化，則可選擇使用這些選項。

　　因為在A4WP磁共振解決方案中，發(fā)射及接收端間的網(wǎng)絡(luò)緊密匹配，所以無法使用頻率調(diào)變;然而，若負(fù)載固定，則可使用振幅調(diào)變;如果接收器效能不會被影響，則可使用功率和電流調(diào)變。在移動應(yīng)用中，負(fù)載依功能需求有所不同，如果根據(jù)上述調(diào)變方式開發(fā)解決方案可能有困難，且不符尺寸及成本效益。

　　A4WP選擇藍牙(Bluetooth)或ZigBee做為通訊的標(biāo)準(zhǔn)方法，這些方法非常便利，因為已經(jīng)存在于移動解決方案中，透過辨識多個接收器，讓傳輸器進行電力傳輸亦非常便利。然而，要達到這些目的，也可選擇其他類似的方法。此外，通訊也可用于通知電力傳輸?shù)臓顟B(tài)，如異物檢測(FOD)、耦合狀態(tài)，甚至校準(zhǔn)引導(dǎo)信息(AGI)。磁場中金屬異物可能因材料導(dǎo)電性導(dǎo)致溫度上升，這是一個非關(guān)技術(shù)的潛在問題。

　　除了上述原因之外，如負(fù)載反射效果、電流感應(yīng)和調(diào)變及解調(diào)時機，以及它們在封閉循環(huán)系統(tǒng)的影響，是協(xié)助維持系統(tǒng)穩(wěn)定性并確保成功通訊的關(guān)鍵。

　　其他挑戰(zhàn)包括符合法規(guī)，如加州環(huán)保協(xié)會(CEA)和美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)第15和18條的規(guī)定，也可能影響系統(tǒng)的整體效率。

　　MI/MR特性大不同 應(yīng)用需求為選用依據(jù)

　　合理的結(jié)論是，最適合特定應(yīng)用的潛在解決方案，將取決于所需要的功能和效能。比方說當(dāng)無線充電系統(tǒng)需要可在X、Y、Z方向自由放置，或?qū)Χ鄠€裝置同時充電，則磁共振可能會是較佳的解決方案;但如果系統(tǒng)有高效能效率需求，且必須符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，則WPC規(guī)格的解決方案可能是理想選擇。

　　然而，毫無疑問地，能夠完美辨識耦合磁感應(yīng)或磁共振裝置，并有效傳輸電力的多模式解決方案，將是此類應(yīng)用的理想解決方案。