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无线充电设计助您摆脱麻烦充电器

作者:时间:2013-10-04来源:网络

您是不是曾经有过这样的经验:想帮您的相机、手机或平板电脑充电时,充电器跟其他电子产品的充电器搞混在一起,电线还纠缠不清。这些长相差不多,不只一般「黑」的充电器,日积月累长了灰尘,久了连那些没在用的电子装置的充电器也不确定能否丢弃,或是接头也不晓得有没有耗损、接触不良。这看似不起眼的充电器,过去几年来外观并没有多大的改变,厂商没有注重太多于充电器的设计和包装,沦落至配角的命运。不过近几年来,除了电子装置本身的软硬件进步以外,业者也注意到了这些配件细节,改善笨重的充电器和麻烦的电线,而随着无线充电技术的发展,也更能有效扬弃过去杂乱麻烦的配置,帮助用户提升产品使用上的方便与易用度。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/174619.htm

其实无线充电技术行之有年,并不是一项最近才开发出来的新技术,事实上,湿答答的浴室里面所使用的电动牙刷就是无线充电在生活上实践的一个例子,因为采用无线充电设计,而能防止因遇到水而产生短路或触电的危险。

Nokia Lumia 920无线充电示意图

图:Nokia Lumia 920无线充电示意图

现今以无线方式传递电源的方法有好几种,以安全性跟技术成熟度的角度切入的话,其中又以磁感应(magnetic induction)、跟磁共振(magnetic resonance)为两大主流、未来可能普及化的技术。在这边简单地介绍此两种技术:

磁感应(magnetic induction):基本原理是在发送和接收端都装置一个线圈,当发送端线圈连接电源时进而形成「电流会产生磁能、磁能会制造电流」的电磁感应,而接收端线圈感应到这个电磁信号,透过磁场的变化便可产生电力为电池充电。然而磁感应技术的缺点就是有其物理极限,充电距离无法超过5公厘,且随着距离的增加,电能损耗会变得很大。透过磁感应充电时,电子装置会有过热的问题,对于支持大功率产品会有安全上的疑虑。

磁共振(magnetic resonance):磁共振原理不同于磁感应利用互相感应原理来交换电磁能,而是利用充电基座与待充物相同频率的共振原理来高效传输能量。当发送端与接受端都以相同的频率振动时,接受端就能接收到发送端所产生的电磁场,进而接收到这个传递过来的能量。

市调机构IHS iSuppli的统计,2012年已有超过500万台电子装置搭载无线充电功能,更预测2015年时将会突破1亿台。不过,现今的无线充电技术还没有一个共同的标准,各家厂商都希望自己的技术成为市场主流。面对无线电源生态系统的逐渐成形所产生的庞大商机,消费性电子产品制造厂商、电脑、汽车厂商无不纷纷注册无线充电技术的相关专利,并各自组成不同的联盟团体,准备大打一场无线充电标准之战。

Panasonic可无线充电的行动电源

图:Panasonic可无线充电的行动电源

产品处处有电 店家随处放电

目前市面上采取磁感应技术的联盟有两个,分别是WPC(Wireless Power Consortium)和PMA(Power Matters Alliance),另一个联盟A4WP(Alliance for Wireless Power)则是采取磁共振技术;其中又以WPC所拥有的会员数最多、最为活跃,约有130多家厂商。WPC的标准Logo为「Qi」,目前所搭载Qi 商标的产品达140款,在智能型手机方面其中又以诺基亚(Nokia)的Lumia 920或是宏达电(HTC)的Droid DNA最为广为人知。目前Qi的下一个版本规格正在积极制定中,目标让平板电脑也能无线充电,才能使无线充电的应用更加普及。

属于PMA联盟的金顶电池(Duracell),也打算花费数亿美元的成本,为麦迪逊广场花园和达美航空贵宾室打造无线充电设备。星巴克(Starbucks)和麦当劳(McDonald's)也计划在店内设置无线充电板,提供顾客可以在店内充电的便利性,带动无线充电市场的成长。不过搭载不同协会标准无线充电功能的手机,是无法跨装置充电的。而也正因为缺乏一个共同的标准,让许多厂商尚未表态要投资哪项技术,也在现阶段造成消费者购买时的隐忧,担心所选购的产品会不会在日后被淘汰。

根据百佳泰资深技术测试团队表示,目前磁感应和磁共振技术都积极地在寻找更有效率的充电方式,未来若是要提供充电功率与增加充电距离,且同时改善充电效率的话,「磁共振」技术似乎是比较可行的方向。因为采用磁共振的无线充电产品,不若磁感应技术的距离限制,而能够支持充电板同时为两具以上电子产品充电的功能,大大节省消费者空间、预算成本且增加购买意愿,因此磁共振技术具有较被看好的未来市场。

HTC在美国推出可无线充电版本的Droid DNA

图:HTC在美国推出可无线充电版本的Droid DNA

医疗用途大跃进 嵌入人体装置未来也可无线充电

无线充电技术已成为新一代智能型手机的特色,除此之外,其便利性诉求也获得英特尔(Intel)的青睐,宣布要在今年底推出配有无线充电功能的Ultrabook.无独有偶,去年美国史丹福大学(Stanford University)的研究人员则发表了可无线充电的人体心脏内嵌装置。这种无线驱动类似心律调节器的微型装置可植入于心脏表面,解决装载长期供电电池的烦恼,减少因为需要替换电池所要动手术的风险。

整体而言,无线充电是个很实用的功能,能够让用户不须透过电线或USB插头,就能为电子装置充电。而此技术不只能够应用在手持电子装置上,对于公共设施或是电动车也可以透过磁共振技术,把无线充电技术落实在生活之中。磁共振是将能量集中在发送端与接受端上,可以有效地减少不必要的能量耗损,并且能够拓展至中、大功率的市场上,例如:笔电、电视,或是电动车的无线充电设备。磁共振无线充电应用商用价值前景看好,协会和许多大厂也正相继开发中。

从市场面来看,因为目前尚未有统一个标准规格,因此发展上呈现多头马车的状况。消费者因为担心所购买的产品被淘汰或是无法和其他产品享有兼容性,所以购买意愿不高。即使像是同一个协会认证的产品,彼此之间还是会有兼容性的问题存在,例如:Qi认证过后的产品,发送端跟接受端之间在接口沟通时会产生协议错误,造成无法充电的现象。然而不论是磁感应或磁共振技术,我们都可以预测无线充电技术在未来绝对会是消费市场的主流之一,因此更有赖这三大标准协会的消长态势以及电信业者的支持与否,来决定无线充电技术市场的走向与未来普及度。身为测试验证业界的专家,百佳泰也将会持续追踪无线充电的技术与发展,并提供厂商最实时的信息,以及市场的趋势走向。



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