磁感應共振雙模結合 加速無線充電普及

支援Qi無線充電技術的業者數量相當多。Qi

無線充電技術，在各技術陣營持續合縱連橫整合下，多種技術已有交互相容契機，其中採磁共振無線充電方案的應用型態能見度正顯著上升，未來行動裝置僅需配備Rx線圈就能在無需電源線連接的狀態下進行高效率能源補充，而不須再準備額外的充電器…

無線充電技術其實發展相當早，但早期技術多半苦於無法再將能源轉換效率大幅提升，能源傳遞過程造成的損耗與必須耗費較長時間進行充電，讓相關應用一直無法在市場擴展，僅能在部分需要具備需要高度防水不能設置充電孔的設計方案中，才會使用到無線充電技術方案。

磁共振技術竄起 雙模支援方案正夯

但現在新一代的無線充電技術，利用主控晶片在充電過程中持續監控，並提供最佳化充電功率點追蹤，已經可以達到高效能與高能量快速完成無線充電的任務，但由於無線充電市場規格制定等於是市場分配的重要關卡，導致各技術方案持續角力而始終無一個共同標準釋出，在眾多發展成熟的無線充電技術方案中，磁共振(Magnetic Resonance；MR)無線充電方案陣營A4WP(Alliance for Wireless Power)，在正式發表識別品牌與產品認證計畫之後，採磁共振的無線充電方案如雨後春筍般大量湧出，儼然已經成為行動裝置、醫療設備甚至汽車應用領域的主流無線充電技術。

目前對A4WP的磁共振無線充電方案表態支持的業者相當多，其中包含MediaTek聯發科、ConvenientPower、Mixed Analog Power Solution等業者，已在CES中發佈最新的參考設計與樣品，磁共振無線充電技術正在以極快的速度滲透應用市場，如汽車、醫療甚至是軍用設備應用領域等，其中最令市場關注的應用產品領域，即是智慧型行動裝置產品應用，因為隨著使用者對行動裝置的外觀、性能要求越來越高，導致產品耗電量也形成設備設計的一項困難點，透過整合無線充電技術，不但行動裝置可以減省充電埠連接器設計，讓行動裝置在防水性也能達到極佳的表現，而新一代的磁共振無線充電之高效能充電能力，也能滿足行動裝置使用者的應用需求。

原磁感應陣營晶片業者 紛紛導入雙模開發方案

除了磁共振技術陣營外，在磁感應(Magnetic Induction)無線充電技術投入甚深的Texas Instruments，也與PowerbyProxi合作技術授權，將結合雙方在磁共振與磁感應的無線充電領域專利與專業，合作開發相容與無線充電聯盟(Wireless Power Consortium；WPC)的Qi標準產品相容無線充電解決方案，目前鎖定的導入產品以智慧行動裝置、遊戲周邊產品、穿戴式運算產品等，積極擴展無線充電應用市場。

而在2013年A4WP發布了參考設計與相關規範後，2014 CES就有大量業者紛紛推出對應產品設計，令無線充電應用成為炙手可熱的應用技術，例如MediaTek即發佈了多模無線充電解決方案，所謂的多模即是除了支援A4WP磁共振技術方案外，透過晶片感測與校準技術，還可以在同一款充電座上應用其他部分無線充電技術，這對於終端消費者來說，等於可以省下針對不同無線充電技術購置專屬充電座的採購成本，在MediaTek的多模無線充電方案中，即可直接支援磁感應與磁共振等不同無線充電技術產品，而充電效能亦可表現在水準要求之上。

無線充電解決方案 可改善行動裝置設計限制

至於WiTricity業者，則在CES發佈磁共振無線充電系統參考設計方案，該方案包括一組Tx無線充電板(線圈)與一套Rx無線充電電池背蓋，該款產品設計為針對Apple iPhone 5/5s配件整合設計，業者宣稱也將針對Android手機或是平板電腦推出對應設計產品。另一家MAPS韓國IC設計公司則展出首款量產的磁共振無線充電接收器產品，產品已整合Full Active Rectifier(FAR)，該技術可以使行動裝置實踐長距離的無線充電應用，而不用如同現今多數無線充電使用情境，必需將Rx/Tx緊貼才能達到較佳的能源轉換效率，提供使用者更便捷的充電應用彈性，相關技術的商品化產品也相當值得期待。

再來觀察使用者對於無線充電技術的應用期待，基本上長距離、高能量轉換效率、低發熱、更優異的節能表現，大多是消費者對無線充電方案的產品期待，也是產品開發商積極努力的目標，但以目前可見的產品方案，無線充電產品仍需在有限制的充電範圍、緊密貼合的無線充電距離，才能達到較佳的能源轉換效率，而實際上產品因為充電過程電池造成的溫度與能量無線傳遞的線圈溫度升溫，都會讓使用者對於無線充電技術的安全性感到存疑。

無線傳輸距離限制 仍是現有技術門檻

對於現存的磁感應無線充電技術方案，若要擴展無線充電Rx/Tx間的距離，在無線充電方案中就必須增加訊號增強器(Repeater)才能有效延伸充電距離！如此一來Repeater的料件增加會導致製造過程的成本墊高，也會因此增加終端產品的設計複雜度。另一方面，磁共振之無線充電方案，雖可在充電距離表現優於磁感應式無線充電方案，但實際上也會因為延伸充電距離後導致能量轉換效率低落，對於無線充電應用的距離問題，此部份的技術瓶頸在磁感應或是磁共振無線充電技術，都有其需要克服的技術關卡。

以目前技術成熟的多模支援(磁感應/磁共振)無線充電方案觀察，已可在65%充電效率、15？18mm無線傳輸距離下進行產品充電，多模支援同時可符合Qi的無線充電安全標準、安全防護措施與相同的輸入電壓，但未來業者的目標是，發展更大型的無線充電平台，可用以實踐同時多裝置進行無線充電程序，達到無線充電空間自由(Spatial Freedom)應用目的。

Qi標準技術應用量大 市場能見度高

即便磁共振技術發展速度增快，但實際上現階段的市場趨勢，仍以Qi標準具較大競爭優勢，因為Qi標準的產品與業者數量仍較多，可以預見的是會有越來越多產品推出採取磁感應與磁共振兼容的多模設計，晶片開發商也會除了推出Qi標準解決方案外，同時研發Qi加上磁共振整合的進階應用技術方案，以搶攻更豐沛的應用市場，雙模方案的產品與相關解決方案選擇應會越來越多。

例如Integrated Device Technology即在2014 CES發佈支援無線充電聯盟Qi標準、Power Matters Alliance(PMA)標準的雙模無線充電產品參考設計與對應解決，在其雙模無線充電設備Prototype上，已經可以支援PMA或Qi發射器互相連結溝通，同時支援Triple-coil結構之WPC 1.1無線充電發射器。另外Freescale也正加速投入開發雙模無線充電解決方案，也將提供客戶最新的雙模無線充電應用解決方案。