掌握無線電源市場引爆期的黃金時刻
- DIGITIMES企劃
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無線電源市場正要起飛，對於尚未完全了解無線充電技術的客戶來說，更必須掌握市場成長的關鍵時刻，以趕上無線充電的市場潮流。透過IDT的統包(Turnkey)式開發套件，不僅能快速開發出相關產品，並為客戶的產品加值，提升到無線充電的等級，以增加產品的競爭力…
艾迪特科技(IDT)無線電源市場總監Laurence McGarry先生以「Wireless Power – Ready for Prime Time」(掌握無線電源發展的黃金時刻)為主題，介紹無線電源的原理、架構、產業標準、市場趨勢，並解說如何跨越鴻溝，以及如何選對正確的開發工具，以掌握無線電源的大眾市場。
首先Laurence說明，2015年廣被市場認為是無線電源發展的爆發年，因為有不少手機大廠與產業聯盟皆大力推廣這個技術，且有實質的產品相繼推出。而這次所要探討的，就是無線電源技術的發展其實已經超過百年以上了，直到近年來才逐漸導入主流市場。並透過回顧無線電源技術的發展趨勢和標準，以期待將成為主流市場的新寵兒，並大規模應用在主流市場產品上。
無線充電原理介紹 供受電元件不可少
有關於無線電源(Wireless Power)的概念，就是透過一種交流電在電源發射端線圈中流動所產生的磁場，讓接收端線圈產生電壓。而這個電壓可以被用來對行動裝置供電，或者對一顆電池來充電。當發射端與接收端的線圈大小相近，且兩者之間相隔的距離也非常短之內，就有最佳的能量轉移效果。
然而真正可量產的無線電源產品，則必須要考量充電時的安全性與充電效率。以WPC產業聯盟(Qi)的系統架構圖為例，可得知供電端(Tx)主要元件必須具備：電源轉換單元(DC轉AC)、電源傳輸適配單元(以符合受電端需求，與要求端運作點做匹配)、訊息接收單元(透過通訊封包，從反射負載來解調製)。當然受電端(Rx)相對的就要有：電源接收單元(AC轉DC)、電源接收控制單元(行動裝置必備元件，與發送端運作點做匹配)、訊息發送單元(透過通訊封包、由電源訊號來負載調製)。
此外，供受電端兩邊都需要有微控制器、ROM、RAM、電路防護機制(如OTP、UVLO、OVP、OCP)、時脈產生器、GPIO、溫度控制，以及FOD(異物偵測)...等元件，當然還要有雙向的安全認證單元，透過IDT的反向通道來互相溝通，搭配WPC Qi的通訊連接機制，以確保無線電源能完善地從供電端傳送到受電端。
兩大充電技術比較 雙方各有其優其劣
目前在消費性市場中，可應用到且成熟的無線充電技術，有磁感應(Magnetic Induction；MI)與磁共振(Magnetic Resonant；MR)兩種。MI的充電效率比較高，可達到70%~75%，且最高做到15W的充電等級。由於磁場間有屏蔽層設計，充電距離必須要小於0.5cm，且只能1對1充電。至於MR則是磁場間是開放設計，充電距離較長(超過1英吋)，且可以1對多充電，不過目前只能做到3~10W的充電等級。
由於WPC (Qi)聯盟是以MI為主，且起步很早，技術也成熟，不少量產的產品已在市面上銷售中，至今已出貨量超過5千萬，適合大型智慧手機導入。相對的A4WP聯盟採用MR技術，雖然提供更廣、可多裝置充電能力，但起步較晚，而且體積更大、效率更低、成本也比較高、還有EMI(電磁干擾)等因素，讓A4WP推廣上受到一些阻力，而後來的PMA聯盟採用MI技術，但起步也為時已晚，因此A4WP與PMA同意合併成AirFuel聯盟，以利未來的產業標準推廣。
至於市場趨勢方面，由於無線充電具備方便、免接線、防水防塵、無接孔耐用度問題、不受外型限制等優勢，因此受到三星、蘋果、宜家等大廠的大力推拱，並相繼推出應用無線充電的新產品，使得2015年被視為無線充電的引爆年。目前市場幾乎採用成熟的MI方案，加上WPC (Qi) v1.2規範有新的EPP協定，因此MI方案將主宰未來市場至少2~3年。
IDT提供Qi的統包方案 加速客戶快速導入
IDT的無線電源產品，主要是以WPC的Qi為主。提供外型小的成品，加上廣泛的技術支援，讓客戶能夠輕鬆導入。IDT有完善的5W統包(Turnkey)解決方案，例如P9038-R-EVK(Tx)與P9025AC-R-EVK(Rx)等評估套件，皆通過Qi的認證，讓客戶輕易整合至產品內，以快速設計出原型產品。
此外，IDT的產品也提供FOD(異物檢測)的功能，並有效能調校指引，其Rx端除了通過Qi的最佳化的原廠設定標準之外，也能讓客戶根據需求來導入第三方的設定檔，讓產品開發更具彈性。
整體而言，無線電源的好處在於，讓產品可以做到真正防水/防塵，消除了有線充電孔長久使用後會有鏽蝕與降低可靠性的問題，且減少外型設計時的限制，以提供更好的使用者體驗。而IDT所提供的無線電源開發套件，可以協助客戶建置完善的無線充電應用產品，以應用在PC周邊、小型家電、強固型電子玩具、家具等市場，為客戶的產品提升競爭力！
