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無線充電商品化最後一哩路 新興電源應用關鍵趨勢

  • 魏淑芳

智慧電源科技協理黃國展。

DIGITIMES企劃

儘管無線充電技術在實驗室研究多年,許多科技大廠好幾年前不斷嘗試推出新產品應用,卻始終因市場需求不高,而遲遲無法在產業造成爆發點。智慧電源科技公司協理黃國展提出問題,手機充電已經是現代人日常生活必做的事情,但為何無線充電還無法取代有線設備?

事實上,如果在露天拍賣網站上輸入「無線充電」關鍵字,結果會挑出28,000多筆相關設備資料,但是,為何無線充電仍無法在生活當中普及化?從使用經驗來看,無線充電核心問題還是來自充電的「速度」。

無線+快充=未來無線充電爆發點

黃國展指出,智慧電源科技經過多年研究,目前在WPC無線充電標準架構下,其實無線快充可做到跟「有線」一樣的充電效率。智慧電源科技的研究發現,如果電力發送器(Transmitter)傳送7.5瓦時,接收器(Receiver)實際收到5瓦,所以在接收器想獲得完整的15瓦電量,發送器端就要發送19瓦。

目前各手機大廠正努力嘗試做到高功率無線充電,希望手機每分鐘的充電量提升電池的1?2%電力。而目前智慧電源科技致力研發「15瓦無線充電+QC Module」解決方案,從硬體、韌體、電力設計、系統整合到線圈設計,就是希望無線充電能做到跟有線充電一樣的速度,並開發出實際產品。

黃國展說,未來生態系不外乎就是圍繞在「無線充電、物聯網及大數據」,當各環境充電設備開始普及,下一步就是拋棄電線、插頭,甚至不再有電壓110V、220V轉接器困擾。而無線充電使用場景包含日常生活各處,例如車載系統,車內配置內建發射器,只要是播影像、音樂、打電話的設備都能輕鬆充電。飯店內,房客再也不需租賃充電器、電線設備,或是咖啡廳也能透過點一杯咖啡,就能獲得無線充電服務,店家更願意裝發射器,減少有線電源成本支出,提升座位經濟。

WPC解決無線充電的安全性及溫度疑慮

比較WPC與AFA的特性,都以l5W為例,可看出兩個陣營各有優勢。充電效率來看,WPC l5W效率為80%,而AFA l5W效率則是45%,效率影響溫度表現,尤其在接收端,當充電效率較差其溫度提升隨之提高。成本價格,一個WPC l5W接收器充電模組低於20元美元,AFA 5W則需要70元美元。充電速度的功率,WPC表現也較AFA好。

然而,AFA的優勢則是平面充電自由度大,充電區域20x15公分勝過WPC 2x2公分。垂直自由度AFA 3?4公分,勝過WPC低於1公分。一次充電對象數目AFA是1:3,而WPC是1:1。

目前無線充電技術主流是磁共振跟磁感應,電源操作頻率在共振點就是磁共振(依據顯圈設計的頻率數值),操作頻率在非共振點就是磁感應。目前大眾對無線充電的風險考量主要是充電對週邊金屬的加熱反應,AFA潛在風險是燃燒悠遊卡、加熱薄金屬,或可能對植入式醫療器材(心律調整器)產生影響。而WPC也會對硬幣、迴紋針造成加熱,不過智慧電源科技公司仍選擇在WPC架構底下,針對各種充電條件材料、線圈位置設計異物偵測(Foreign Object Detection;FOD)的保護,目的就是讓安全度大幅提升。

聯網產品皆用電  關鍵賣點在防水

未來隨著連網設備不斷擴大,各種場所的電子產品除了要聯網,同時也希望能獲得不間斷的供電。而以手機為例,目前接孔最多只用來充電,未來手機一但搭載內建無線充電接收器,防水功能將是未來電子設備的必要功能。目前無線充電技術,在120W以下的應用,主要應用在穿戴式裝置、智慧型手機、筆電平板、工具機等。

黃國展最後也補充,所有技術要做到量產才算產品開發成功,而智慧電源科技目前已解決無線充電的EMI、熱能溫度問題,同時在進行後端產品可靠度驗證,測試治具、模組校正流程,甚至測試軟體都是自己開發,預計2016年9月將有實際產品推出。



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