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无线充电三大标准优缺点及合并挑战

作者:时间:2018-08-27来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/387719.htm

优点:

● 已有建立完成的测试机构和生态系统,695项认证产品(参考文献4),为加速采用走出了一条康庄大道

● WPC技术已内嵌在三星的Galaxy S6(参考文献5)

● 基于Qi的生态系统和强大且可扩展的平台,使得像宜家公司可利用Qi充电技术,而将它嵌入在家居饰品中

● 规格非常成熟,2011年以来,就已经有产品上市

● 提升到未来Qi规格的途径,未来Qi的规格将可支持多台设备同时充电,增加Z距离(>5厘米)

● 因为紧耦合线圈结构的因素,所以可以达到更高的效率

● 辐射排放量低

● 有鉴于它是一成熟的标准,市场上有多家的IC和系统供货商,所以它的实现成本最低

缺点:

● 联盟的规模大,可能会因为决策过程缓慢,而使得进步的脚步放缓

● 在进一步更新规格时,要让现今市场上数以百万计的器件可以达到充分的向后兼容性,将会是一项挑战(然而,其他标准也会面临到同样的问题。)

电力事业联盟(PMA)

PMA公司于2012年成立,是一个与Qi竞争的标准,但同样是以相同的磁感应原理来运作。从技术上来讲,这两种标准很相似。 PMA有额外的软件钩(software hook)来定义协议、控制和管理信令,WPC可望在他们的下一个规范版本中把管理信令的能力加进去。在较早的版本中,借着让磁铁托住接收器而让接收器的线圈和发射器的线圈可以对准。然而,据我们的了解,PMA将在不久的将来会把磁铁拿掉,并引入多个发射器的设计,其中有一个或多个线圈。着眼于物联网(IOT)的发展,PMA已与星巴克合作开发应用,它具有基于云端的电源管理功能,可用来对充电站进行定位及管理(参考文献5)。

特点:

● 紧密耦合的感应方案

● PMA基于磁感应的电力2.0 (power 2.0)技术,未来规范会与A4WP合并

● 操作的频率范围为277至357千赫

● 超过100家的业者支持,包括三星、LG、HTC、ATT、谷歌、Blackberry、华为、Kyocera和IDT

优点:

● 市场主要的推动力来自产业界的重量级公司,像是Duracell-Powermat、星巴克和ATT

● PMA技术已内嵌在三星的Galaxy S6(参考文献5)

● 有5座测试实验室和24项通过认证的产品(参考文献5)

● 基础设施公司的采用为用户提供一个首次使用该技术的经验

● 因采用Qi的磁感应原理,所以也有类似的技术优势

缺点:

● 在采用和设计灵活性方面,仍然处于早期阶段

● 针对大规模采用,规格尚未最终确定

● 在采用A4WP基于磁共振技术的未来版本之规范时, 向后兼容性将会是一个挑战

标准联盟(A4WP)

A4WP (Alliance for Wireless Power),又名Rezence,也是在2012年成立,它是基于磁感应标准的替代性技术。 A4WP采用磁共振的原理,这种原理不用让一次和二次线圈紧密对准。相反地,发射线圈够大,大到足以产生高磁场,可与在初级线圈附近接近之处的次级线圈接合,且不只是一个,而是多个。这意味着单一发射器可以对多个接收器(电话、平板计算机等)充电。

电力传送单元(PTU)中的系统设计由一个源直流电源(Source DC supply)、共振器、匹配单元、一个功率转换单元,和一个信令和控制单元所组成。而电力接收单元(PRU)则是由一个谐振器、整流器、电源转换单元、信令和控制单元所组成。带有PTU和PRU的系统架构星型拓扑结构,在PTU和PRU之间有双向的信令。

上图是A4WP 技术的典型发射线圈结构(参考文献6)

特点:

● 是一种基于松耦合磁共振的技术

● 在Bluetooth Low Energy(2.4 GHz ISM的频率范围)的频带之外通讯

● 电源传输频率为6.78兆赫

● 所接收到的3.5和6.5W电力,适用于智能型手机之类的应用,预计未来将增加至50W,以涵盖更多的消费性电子设备

● 相较于电流感应替代方案,承诺会提供更长的Z距离

● 超过100家的业者支持,包括三星、戴尔、富士通、LG、夏普、佳能、松下、HTC、联想、高通等

优点:

● 相较于电感式替代方案,可以潜在性的更低成本提供最大的自由空间

● 允许多设备充电

● 可扩展到更高的功率和穿戴式产品是其一大卖点

缺点:

● 在建立认证和测试机构方面,仍处于早期阶段

● 因为独立的信令电路,所以通信费用高

● 电磁干扰增高/辐射高

● 由于松散耦合的线圈结构,所以效率低

● 由于额外的通信带宽会增加成本,所以配件有限

影响聚合的因素



关键词: 无线充电 优缺点

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