無線充電技術成熟 行動設備更具設計應用彈性

無線充電應用技術成熟，已有大量現成的整合方案可用，圖為IDT無線充電應用整合方案。IDT

無線充電應用在技術上已相對成熟，目前TI、IDT、Renesas Electronics等晶片商已有對應解決方案提出，對於產品開發所需的解決方案，已有多元選擇，同時搭配相對成熟的Tx/Rx線圈套件，僅需功能整合搭配產品最佳化調校，即可開發具無線充電整合應用功能的加值產品…

此外，因應智慧型手機、平板電腦等行動產品的電池續航力受限問題，PowerBank等外接式電源產品市場熱賣，而PowerBank技術門檻低、加上市場競爭趨於白熱化，目前相關產品可創造的毛利空間相對有限，較高階的PowerBank產品，除持續朝向更高蓄電容量、多埠同時輸出等功能性設計方向外，新一代的PowerBank產品則朝向整合更前衛的無線充電技術方案，以滿足新一代具無線充電功能的行動裝置充電應用需求。

行動設備整合無線充電設計 可擴充產品應用彈性

近來如Nokia在新款手機Lumia已大力推廣新一代無線充電應用整合，對於終端產品來說，整合無線充電方案不只可以達到更簡便的充電應用形式外，對於硬體的機構設計，還有更多好處，例如，產品機構外殼不需要因為充電需求而需要設置充電金屬接點、金手指，對於行動產品在機殼要求密閉性、防水、防塵設計需求，也更能達到設計要求，不只充電應用可以達到無線整合，搭配原本就相對完整的數據傳輸、語音無線傳輸技術方案，行動裝置可以做到機構完全不需開孔、同時可保有完整的應用彈性。

面對未來行動裝置紛紛轉向整合無線充電技術的新潮流，在PowerBank的設計整合方案中，也醞釀整合新一代無線充電應用的設計產品，透過無線充電功能整合，不但可讓原先毛利就持續壓縮的PowerBank產品擴充產品價值與利潤空間，同時，也可提供使用者更具擴展性與便捷的產品充電方案整合。

無線充電技術成熟 整合PowerBank應用機會大

目前在無線充電聯盟(Wireless Power Consortium；WPC)和相關充電設備產品業者努力下，現在提供無線充電技術、安全設計技術、充電效率改善等應用需求，在各方面已能達到穩定與商品化設計雛形，而在行動裝置大廠方面，已有Nokia搶先大量推出整合無線充電技術的應用產品，後繼還有相關行動裝置大廠加入整合無線充電功能支援對應產品開發，相關配件、周邊產品的市場規模可期。

使用無線充電的好處相當多，最基本的產品技術優勢即是用戶可以不用再為不同設備準備對應的充電器，此設計進展所獲得的好處相當多，不只是用戶手邊的數據傳輸線纜、充電變壓器等可以達到更共通的無線應用設計，而不用像以前一樣每台裝置、設備都必須配上一組充電器，對產品終端製造商來說可以因為多設備的設計無線充電功能相容，進而可在出貨直接減省充電器或精簡形式包裝，讓終端產品的價格更具市場競爭力。

不管行動裝置是否支援無線充電，基本上對於PowerBank產品的需求依舊存在，而市場趨勢漸漸朝向整合無線充電應用方案，一方面可藉由整合無線充電應用支援增加PowerBank產品市場競爭力，同時也可透過加值功能整合加大產品的獲利空間。

無線充電技術Qi規範明朗 發展應用產品有方向

而無線充電解決終端產品方面，目前在技術上已有長足進步！包含美國、韓國、日本等大廠，均已有推出整合無線充電方案的應用產品，相關應用解決方案也日趨完整，而無線充電技術正因為完全不需要透過電源線、充電纜線來進行內置電池的蓄能動作，對行動使用者來說已是極具吸引力的應用方案。

為了確保不同廠牌、製造商所開發的終端裝置，可在無線充電環境下進行更有效率的充電應用，無線充電聯盟(WPC)已發佈新的無線充電標準「Qi」，檢視無線化的電源傳輸應用概念，其實是利用交流電(AC)通過一次側線圈所產生的磁場，搭配部分磁場、與其他線圈(二次側線圈)之耦合現象所產生感應二次側線圈之電流，達到無線化傳輸電能之目的。而為使無線化所傳輸的電能更具效率，基本上需加強一次側、二次側線圈間的諧振效果，技術原理概念可追溯至Nikola Tesla實驗驗證。

目前相對成熟的無線充電技術，仍以小功率應用產品為主，如智慧型行動電話產品，就相當適合採行無線充電技術，在小功率無線充電應用環境中，由Tx發送器以耦合線圈的周圍產生磁場，藉此提供給Rx接收器方進行電能轉換，基本上小功率無線充電應用環境屬於一種封閉型態的迴路進行運作，而接收器為依據Qi無線充電應用規範進行設計，搭配調變線圈的互感磁場進行傳送訊息至發送器端，由充電標的裝置(行動裝置)進行所需電能轉換之需求調整，將資訊傳遞給Tx進行輸出調節運行。

發展無線充電整合產品 仍須考量充電安全機制

目前隨行動裝置提供的無線充電Tx配件，多半僅是將AC市電轉換至無線充電Tx平台的設計AC-DC應用方案，對於PowerBank產品的整合需求來說，為直接將內建之續能鋰電池之DC電源來源，直接提供給無線電源系統，再透過內建之DSP(數位訊號處理器)進行發送功率的調校輸出，同時產生交互控制信號進行充電側與電力發送側彼此進行最佳化的電能轉換。

而利用整合晶片的設計方案，可大量減省離散元件的使用量，不只可簡化設計方案，也可令終端產品設計的成本與體積降低。以現有成熟的無線充電應用方案觀察，驗證實際產品的充電效能可發現，目前無線充電產品的能源轉換率約在75%上下，最高可達到超過90%的轉換率，實用性已能滿足應用需求。

在一般的狀況下，無線充電系統容易受錢幣、鋁箔、迴紋針等金屬材料影響，因為金屬材料若與Tx形成之電能轉換磁場產生耦合，將會在非Rx線圈的金屬材料上產生金屬溫升，在實驗環境下溫升可達到超過攝氏80度以上。因此在PowerBank整合無線充電的應用方案中，必須避免在充電進行過程中因為周邊環境的金屬材料、產生寄生耦合現象，不只是避免轉換效率降低，同時也可確保整體應用環境安全。

對於無線充電應用來說，雖說能源轉換率已達到一定高效率表現，為了避免使用上產生危險，基本上仍須搭配安全應用機制，例如無線傳輸過程在傳輸系統中不能有金屬物，以避免金屬物與Tx產生之磁場產生耦合而造成溫升，而金屬物的溫升會因為過熱而達到塑料機殼的融點而導致PowerBank產品外殼出現熔毀或更嚴重的故障損壞。

因此，在實際整合產品上仍須追加補強之安全設計機制，例如，在進行充電程序前，Tx方面必須先進行外部物體偵測，對周邊金屬材料的感測狀況進行確認，而充電進行過程中也必須監控Rx裝置的位置是否仍在最佳電能無線轉移位置，而充電期間有無金屬物介入充電場域中，避免干擾無線充電效率或影響無線充電安全。