4G手机将促进无线充电原理技术普及
蔡焱是$无线联电科技有限公司中国业务发展负责人,目前同时参与和承担产品策划和定义的工作。和其他公司一样,无线联电的发展壮大,途中也遇到多种挑战,比如2012年初,当时公司决定开发一款家用型的超薄无线充电器,需符合Qi 1.0标准,采用多线圈方式以使手机可“自由摆放”进行$无线充电原理应用,主要针对日本和欧美市场。当时这个研发项目的主要的困难包括:
A. 此前的多线圈方式无线充电器通常都是采用绞合式的铜线圈(Litz Coil), 成本高,工艺复杂,良率比较低;
B.日本客户提出需要具备“金属异物探测功能(FOD)”,即可以识别出手机与无线充电座之间类似5毛硬币大小的金属物质;
C. 在不牺牲产品性能的前提下,要做出体积小巧的无线充电座,符合亚洲客户的审美要求。
通过根据实际情况,他们提出了性价比合适的解决方案:
A. 采用创新的PCB线圈,8层线路板的设计。这样可以使主线圈和“金属异物探测”线圈(辅助线圈)以上下叠加的方式来布置,既保持了多线圈的“自由摆放”特点,又增加了“金属异物探侧”功能。——由于这部分的工作可以在线路板工厂以自动化产线生产,所以同时还达成了工艺简单和良率提高的目标;
B. 主线圈的设计是整个磁路设计的关键,对于效率以及$Qi标准中最难做好的通讯部分,至为关键。由于选用了尺寸较大/股数较少的线圈组合,使得无线充电原理技术的“有效区域”显著增加,而且在“有效区域”内的工作时,也达到了既无工作盲点,又非常的高效。整套设计在Qi标准最新规范(1.12)中,被定名为“B4”号标准设计方案;
C.在小巧轻薄方面,用该方案做的首台家用型无线充电器就做到7.9毫米的厚度,在2012年末该产品上市时,是全世界最薄的无线充电器;
D.方案的主控芯片是由公司自行开发,从规划到完成仅用不到8个月的时间。而且在设计时就以车规为要求,以满足在各种复杂环境中使用的要求,之后在北美和日本的车载无线充电装置中被采用。
蔡焱指出,由于智能手机(包括所谓的Phablet)内置电池容量加大,对无线充电原理应用的功率提出更高要求,5W(5V/1A)将成主流,甚至7.5W/10W(5V/1.5A和5V/2A)不久也会出现。这对无线充电的效率提出了更高的要求。 另外一个方向就是对多个移动终端同时进行无线充电,这在2014年也会开始流行,因为越来越多的消费者有数台移动终端同时使用,其中包括LTE这样的耗电大户。“从日本和美国的经验来看,一旦上了4G,随时随地充电变成了‘必须’。” 他表示。“而高通打算在应用处理器中整合Rx, 目前来看不会在近期达成,因为首先需要将目前的几种无线充点标准作一个整合。其中的差异性实在太大,而手机厂家对高通这种‘大集成’方式,有越来越多的担心。”
高全喜指出,从技术角度看来,无线充电下一步的发展方向是大功率、远距离无线充电。除了目前应用在消费电子的手机、平板、笔记本等无线充电原理技术,将来还会发展到厨房电器、医疗器械、军工设备等非接触式供电电器,比如,在军工方面的一些水下探灯,或者一些容易爆照的、不能有明火的场所,这些场所的照明等供电设备最好是用塑料整体包装,尽量不要有缝隙,这就给无线充电带来的很大的发展前景。而无线充电中对半导体芯片的要求大多集中在发热量上,一般发热低,效率就会高点,而且温度稍低,性能就会可靠,“所以在产品验证测试中,我们重点解决的是效率和发热量的问题。”
2014年来看,中国市场是很关键的,因为4G开始在中国推广,而且中国已经成为全球最大的智能移动终端市场。如果中华酷联,以及小米OPPO等也发力这块市场的话,那么无线充电的市场会迅速放大。“中兴和TCL已经在2013年发布了其支持Qi标准的无线充电原理应用产品,市场反响也不错。三大运营商刚刚解决4G牌照和标准问题,下一步是布置基站和布网,估计2015年他们将会成为推动无线充电的主力,因为$4G手机届时将会普及起来。3G智能手机带旺了移动电源产业,4G将带旺无线充电产业!”蔡焱充满信心地表示。
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