磁共振實現(xiàn)隨處充電愿景　AirFuel開啟無線充電新局

　　由A4WP與PMA兩大無線充電標準組織合并而成的AirFuel新聯(lián)盟，不僅同時具備磁感應與磁共振技術，且會員涵蓋上游晶片及下游裝置制造商與系統(tǒng)整合業(yè)者，將有助突破磁共振無線充電商用發(fā)展瓶頸，并加速應用普及。

　　近日來，科技界掀起一股無線充電浪潮，手機領先業(yè)者蘋果(Apple)和三星(Samsung)均在最新發(fā)布的旗艦產(chǎn)品上內(nèi)置無線充電功能，并將此功能作為一大賣點，其他手機廠商也紛紛涉足這一領域;而寶馬、奧迪等車廠也已開始研發(fā)電動車無線充電技術。無線充電無疑是一大變革性的智慧型創(chuàng)新，因為它不僅極大地增強行動裝置的用戶體驗，還為萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時代奠定基礎。

　　從消費電子擴至醫(yī)療/汽車　無線充電世界可望實現(xiàn)

　　在當今的時代，智慧型手機、平板電腦和筆記型電腦等電池供電的行動裝置，已經(jīng)成為人們工作和生活所必需之裝置，無論是發(fā)送電子郵件、發(fā)短訊、接聽/撥打電話、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、拍照、日歷、記事本、多媒體播放機、上網(wǎng)皆要仰賴這些裝置。

　　相信每個人都有這樣的體會，亦即不管走到哪里，都須隨身攜帶各類行動裝置的充電器，一打開包包便是一堆惱人的充電線，甚至在出國時還須攜帶電源轉(zhuǎn)換器;在裝置提示電量不足的情況下，人們?nèi)皂毨^續(xù)操作裝置時，還須要到處尋找充電插座，而造成諸多不便。

　　而無線充電提出“放下即能充電”的愿景，將人們從各式各樣煩人的線纜中解脫出來。換言之，無論人們走到哪里，都可以隨時隨地進行充電，而毋須尋找插座或匹配的充電器。

　　以手機為例，當人們在辦公桌前工作時，可將手機置于桌面進行無線充電;開會時，會議室也可進行無線充電;在餐廳用餐或和朋友喝咖啡聊天時，餐桌將提供無線充電的功能。

　　開車時，手機可在車內(nèi)進行無線充電;在家時，將手機放在茶幾旁邊，它將一直充電。當人們身處無處不在的無線充電世界，將不再為裝置的續(xù)航時間而緊張。 據(jù)美國市調(diào)機構(gòu)IHS預估，無線充電技術將于2015年開始加速發(fā)展，到2020年約有十八億臺終端裝置將搭載無線充電功能，包括手機、平板電腦、穿戴式裝置、筆記型電腦、數(shù)位相機、無線耳機、助聽器與小型家電等。

　　隨著無線充電技術的逐漸成熟，應用將從手機等消費電子產(chǎn)品擴展至醫(yī)療、汽車、家居和工業(yè)等應用。

　　助聽器對有聽力障礙的人來說，無疑具有十分大的幫助，然而每一到兩周須要為其更換電池卻極為不便，電池尺寸非常小，用戶難以自行更換，而且增加使用成本。在助聽器里內(nèi)置無線充電功能即可克服上述缺點，為用戶提供更大的便利性，更可以達到防水、防塵效果。

　　無線充電技術還將有助于突破電動車充電瓶頸，推進汽車電氣化的發(fā)展趨勢。燃油經(jīng)濟性及各國節(jié)能減碳的法規(guī)，促進新能源汽車的發(fā)展，然而充電問題一直制約電動車的進一步普及。無線充電由于毋須插線而更安全與便捷，車輛可以即停即充，不用擔心續(xù)航問題，并能縮減電池大小從而節(jié)省更多的成本，其獨特的優(yōu)勢被各大汽車公司及汽車零配件廠商重視，紛紛投入無線充電技術和產(chǎn)品的研發(fā)。

　　同時將無線充電應用在家電方面，將可以降低電線走火的風險，并且能夠使室內(nèi)設計更為簡單美觀。

　　無線充電未來將延伸至物聯(lián)網(wǎng)領域。例如，Wi-Fi路由器可能被利用來為物聯(lián)網(wǎng)裝置進行無線充電，在網(wǎng)路環(huán)境安全的情況下，甚至可進行數(shù)據(jù)傳輸。

　　統(tǒng)一標準成普及關鍵　AirFuel朝松散耦合發(fā)展

　　市場的巨大潛力引發(fā)相關行業(yè)廠商的興趣和關注，然而標準的互不相容卻又阻礙市場的進一步發(fā)展。

　　長期以來，無線充電業(yè)界存在三大主流標準組織，包括無線電力聯(lián)盟(A4WP)、電力事業(yè)聯(lián)盟(PMA)和推行Qi標準的無線充電聯(lián)盟(WPC)。其中PMA和WPC采用磁感應或緊密耦合原理，而A4WP采用磁共振或松散耦合技術。

　　假設要讓市場能夠成長到IHS所預估的商業(yè)規(guī)模，標準的統(tǒng)一將會是一大關鍵。今年6月，PMA和A4WP合并，并且致力于設立一個統(tǒng)一的無線充電標準，合并后的聯(lián)盟在最近正式宣布更名為AirFuel Alliance，同時計畫從開發(fā)相容緊密耦合和松散耦合的多模方案開始，逐漸轉(zhuǎn)向松散耦合的方向發(fā)展。

　　AirFuel Alliance擁有全球科技品牌、供應鏈和市場領導者組成的超過195家會員公司，如高通(Qualcomm)、三星、聯(lián)想等，且其在產(chǎn)業(yè)的勢頭還在迅猛擴增。兩大標準組織的聯(lián)姻，無疑將推動無線充電市場的起飛。而Qi則會自行開發(fā)松散耦合無線標準。

　　基于松散耦合的Rezence新一代無線充電技術，擴展充電范圍至任何裝有無線充電發(fā)射器的表面，譬如桌子，方便內(nèi)置于家俱、工作臺、汽車控制臺等，毋須直接接觸充電板，終端用戶是看不見的;能同時為多個有不同功率要求的裝置充電，例如，當人們和朋友在餐廳聚餐時，可以在裝有無線充電發(fā)射器的餐桌上，為人們所有的行動裝置充電;在有金屬物體處(或附近)也可操作，所以即使有硬幣或鑰匙在同一充電區(qū)域內(nèi)，依然可進行無線充電。

　　松散耦合突破緊密耦合必須精確對準充電板、只能“一對一”進行充電的局限性，消除在有金屬物體處(或附近)進行無線充電的安全隱患，它采用的藍牙智慧型技術是一種標準的通訊協(xié)議，用于當前大多數(shù)可攜式裝置，突破緊密耦合必須使用專用通訊協(xié)議的限制。

　　目前，美國已通過首個松散耦合無線充電的發(fā)射器，預計采用松散耦合的終端電子裝置將于今年底或2016年初面世。相信配置發(fā)射器和接收器的基礎設施就緒，松散耦合的發(fā)展指日可待。IHS預測，到2017年，松散耦合技術將成為主流無線充電技術。

　　根據(jù)Rezence基本系統(tǒng)標準(BSS)V1.2，電力接收單元(PRU)是以應用為導向的輸出功率類別(Category)，規(guī)定類別二的最大輸出功率為3.5瓦(W)，應用于功能手機，類別三的最大輸出功率為6.5W，應用于智慧型手機。

　　而電力發(fā)射單元(PTU)的功率水準被稱為級別(Class)，目前涵蓋從10∼25W功率級別的無線電力傳輸，未來將擴展至高達50W，應用也將擴展至平板電腦、藍牙耳機、筆記型電腦等。電力傳輸會根據(jù)發(fā)射器功率級別和相應的接收器功率類別，以及須要充電的裝置數(shù)量而進行。例如，級別為三的發(fā)射器可傳輸16W的功率，而智慧型手機的接收器類別為三即6.5W，那么它可同時為兩支智慧型手機充電。

　　半導體元件助力無線充電發(fā)展

　　半導體是無線充電系統(tǒng)中的關鍵元件，對系統(tǒng)效能、成本起著重要作用。各大半導體公司也都開始在此新興市場布局。譬如安森美半導體在不久前召開的媒體發(fā)布會上，解析無線充電市場發(fā)展的趨勢，并且介紹相關產(chǎn)品和方案，比方像是動態(tài)功率調(diào)諧模組，可滿足多臺裝置同時進行無線充電的不同功率級別并優(yōu)化電源效能。又如射頻(RF)調(diào)諧方案，能優(yōu)化每個須充電裝置的功率所需，使發(fā)射器如基站般調(diào)諧發(fā)射器的功率，以達到最佳接收與進行充電，避免因功率超載而燒毀裝置。如手機只需5W，便只供5W功率充電。

　　由于安森美在無線與可攜式裝置市場的技術以及無引腳微型封裝優(yōu)勢，因而可以提供用于松散耦合無線充電的電源管理元件和自適應功率調(diào)諧發(fā)射和接收器，促成無處不在的無線充電世界。

　　在電子產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代、功能日趨豐富的背景下，續(xù)航時間成為巨大的挑戰(zhàn)。無線充電顯然是解決此挑戰(zhàn)的一大重點技術。雖然無線充電可能比不上有線充電效能高，但提供巨大的方便性和靈活性，將成為未來趨勢。

　　而AirFuel Alliance將致力推動從傳統(tǒng)的墻插式充電到全面采用無線充電生態(tài)系統(tǒng)的重大轉(zhuǎn)變。而基于松散耦合的Rezence下一代無線充電技術，突破空間的諸多限制，真正的實現(xiàn)“放下就能充電”，其可擴展的功率范圍能將應用從手機、穿戴式裝置等小功率消費電子延伸至汽車、工業(yè)等多個領域。此外，它可“一對多”的充電模式，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展打下基礎，它采用的藍牙智慧型技術最大限度地降低對制造商的硬體要求，并令將來實現(xiàn)智慧型充電區(qū)成為可能，松散耦合將會是未來主流無線充電技術。