无线输电技术前景

无线输电技术现状了解 2014 CES电源篇：磁共振无线技术来势凶猛 磁共振（MagneTIc Resonance， MR）无线充电技术已开始在市场上崭露锋芒；包括联发科、WiTricity、无线联电科技（ConvenientPower）及MAPS（Mixed Analog Power SoluTIon）等业者，皆已于近期发布磁共振无线充电方案，让该技术发展快速加温，成为无线充电市场的耀眼新星。 WiTricity执行长Eric Giler表示，磁共振无线充电技术正迈入令人兴奋的发展阶段，除已开始渗透汽车、医疗以及军事等应用领域外，也即将在移动设备等消费性电子市场掀起新的变革，让无线充电功能可在更长距离下运作。在2013年12月无线电力联盟（Alliance for Wireless Power， A4WP）发布其无线充电产品识别品牌--Rezence后（图1），磁共振无线充电技术势力便快步崛起，近期国际消费性电子展（CES）上，相关芯片方案大举问世，更为其商用发展增添大量柴薪。 以WiTricity为例，即发布磁共振无线充电系统参考设计，包含一块无线充电板和一副充电背盖，初期系针对iPhone 5/5s所设计，未来亦可用于其他智能手机、平板设备与消费性电子等设备。 联发科则率先业界推出可同时支援磁感应与磁共振技术的多模无线充电方案。联发科策略行销处处长Mark Estabrook指出，许多研究显示无线充电的普及因不同规格的竞争而变缓，因此联发科开发出可兼容磁感应与磁共振的无线充电方案，消费者从此将能在几乎所有无线充电规格的充电器上充电。 另一家韩国新创IC设计公司MAPS，则在晶圆代工厂TowerJazz的助力下，成功量产首款磁共振无线充电接收器，其整合全波主动整流器（Full AcTIve RecTIfier， FAR），可让移动设备实现长距离无线充电应用情境。 至于在磁感应无线充电市场一马当先的德州仪器（TI），也已如火如荼研发磁共振方案，并与PowerbyProxi签署技术授权协议，将借力PowerbyProxi的磁共振和磁感应无线充电专业与专利，开发可兼容无线充电联盟（WPC）Qi标准的磁共振无线充电方案。 事实上，ConvenientPower在今年CES期间，已率先推出与无线充电联盟Qi标准产品相容的磁共振无线充电方案--WoWZ，锁定移动设备、家具、游戏周边、穿戴式设备等应用，进一步壮大无线充电应用市场版图。 兼容Qi标准　磁共振应用方案登场 长距离、高效率、低发热、低耗电等系无线充电方案使用者及开发商致力追求的关键目标，但业界为避免增加移动设备额外的高度，消费者多半须透过外接式的充电套或手机壳等配件实现无线充电功能。 迄今，无论系公共场合、家具、汽车以及飞机等各种产业应用皆已开始导入无线充电方案，但磁感应（Magnetic Induction）无线充电方案须透过讯号增强器（Repeater）才能延伸充电距离，此举将同时带给制造商更高的设计复杂度及成本负担；至于磁共振无线充电方案虽能延伸充电距离，却依然须克服运作效率低落及未能于移动设备市场商业化的挑战。 据了解，WoWZ可在保持65%的充电效率下，至多为距离18毫米（mm）内的移动设备充电，系现行Qi方案的三倍。 此外，WoWZ方案与Qi标准并行不悖是另一大技术优势，该方案可与市面上所有的Qi认证产品相容，安全防护措施亦符合Qi规定，且双方充电器采用的输入电压相同，毋须外接更高的电压电源。最重要的是，WoWZ方案可应用于汽车或飞机等对射频（RF）讯号极为敏感的领域，提供制造商更多的设计及产品选择。 ConvenientPower总裁邓蕴美表示，WoWZ方案可以在毋须额外添加增强元件的前提下，同时实现18毫米的充电距离与65%的充电效率，且对于现行5毫米的Qi无线充电方案厂商亦不会造成额外的成本负担，简化产品导入复杂度，对无线充电业界而言系效能及设计技术的重要突破。 事实上，ConvenientPower于2013年6月的台北国际电脑展（Computex）中，即展出兼容Qi标准的无线充电器--WoW5，可同时为摆在桌上的五个设备充电。若再搭配移动设备端的WoWZ方案，则多个设备可以不间断地享有在长、宽、高三方的无线充电空间自由（Spatial Freedom）。 据统计，目前有一百九十七家厂商加入无线充电联盟，而Qi也因而成为全球无线充电主流标准，被多达四百一十四款产品采用，包括智能手机、平板手机、平板电脑、游戏机、蓝牙（Bluetooth）全罩式耳机，甚至丰田（Toyota）及Jeep于2014年发表的最新车款中；手机品牌厂Google、诺基亚（Nokia）、三星（Samsung）、乐金（LG）、宏达电等皆已推出内建Qi无线充电功能的手机，且透过Verizon、AT&T、中国移动、NTT DOCOMO等电信商的通路销售。市调机构WinterGreen研究报告指出，2019年全球无线充电设备市场规模将达336亿美元。 现阶段由于Qi标准具备广大的客户群优势，因此芯片商除发表兼容Qi标准的磁共振方案外，亦大举投入同时相容于Qi及电力事业联盟（PMA）标准的双模方案，期在商机起飞时一举抢下市占大饼。