全球厂商无线充电技术大比拼，日本最强？

　　电子发烧友网讯：第十四届高交会已经圆满拉下帷幕。在这六天时间里，来自国内外的厂家在深圳会展中心的展台上全方位展现他们最具创意的产品。既有跳着“骑马舞”的机器人，也有当前热炒的高清电视，有即将推行的4G网络体验，也少不了时下受热棒的无线充电展示。在这种充满创意的技术产品盛宴中，当然少不了电子发烧友网编辑的身影。

　　无线充电，作为这两年最热炒的一个概念，已经树立了几个标准，同时也已经推出了几款备受市场欢迎的产品。从最早来自Palm的“点金石”，到最近的NOKIA旗舰LUMIA920都搭配了无线充电套装。无线充电作为一款那么有潜力的技术，各大厂商断然不会放过如此好的机会。在这届高交会上，在人潮涌动的二号馆里，就有不下三家厂家在推广无线充电方案。

　　不用线也能实现充电？

　　在大家的意识里，要点亮一盏台灯，如果不用到电线供电，就必须用电池供电。但在TDK的展台我们看到了这个两者都不用的台灯。从现场工作人员的演示我们知道，只需要把台灯放在一定的范围内，就可以使电灯能够亮起来。

　　图一 TDK的无线充电台灯

　　经过与现场工程师交流，这种电线供电是利用“磁场共振”方式来进行能量传输的。其最大的特点在于在一定的距离内，不受供电与接收电能线圈之间距离变动的影响而持续充电。TDK用了一个形象的词来描述这种方式：3D非接触充电。根据TDK的工程师介绍，目前研发中的磁场共振型充电的效率约为80%，充电功率约为20W。他们的方案可以在距离桌面15CM的距离内无线充电。

　　TDK还跟我们介绍了他们符合Qi标准的智能手机无线充电方案。所谓的Qi标准，就是无线充电联盟（wireless power consortium，简称WPC）推出的“无线”充电标准，在上面已经提过，Qi标准是以“电磁感应”式为工作方式。它具有便捷性和通用性两大特征。首先，根据标准规定，只要在产品上面有Qi的标识，都可以用Qi的无线充电器充电；其次，它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈，可以在所有的电子产品上实行无线充电，这就为无线充电的普及提供了可能。

　　图二 TDK无线充电底座

　　据TDK介绍，他们采用了薄板柔性化生产技术，生产出耐冲压的产品5W规格（7V），并将其RX线圈的厚度限制在符合标准的0.8mm以下，同时它们已经开发出0.57mm的产品，这个对于以后设备的轻薄化更有帮助。

　　图三 TDK无线充电线圈展示

　　TDK展示的是一个线圈的发射端，这就限制了手机接收端放置的位置，而根据他们的介绍，只要在发送端用到三个线圈，就能够扩大可充电范围，这样就更方便使用。Ti早段时间发布的发射器bq500410a就是通过这种方式来扩大其充电半径的。

　　

　　世界首次量产的电磁耦合式产品

　　前面TDK所用到的无线充电方式只是几种方式中最常见的一种，而村田电子在这届的展会上给我们带来了全球首次量产的电场耦合式无线供电模块。据村田的工作人员描述，这款产品具有10W的高功率输出。

　　图四 村田无线供电模块

　　所谓电场耦合无线供电，就是通过对置送电侧电极与受电侧电极，利用两极间产生的感应电场来供电。这种方式具有抗水平错位能力较强的特点。据技术人员介绍，这种电场耦合方式的构造很简单，只要是在共电台规定的充电区域内，无论将产品放在什么位置都可供电，可实现“位置自由（Free Positioning）”的供电。另外，由于可以将电极减薄，因此具有容易嵌入等其他方式所没有的特点，这也得于它是无须线圈的先天优势。

　　据村田电子介绍，按照电场耦合式制造出来的产品，其系统整体效率约为70%，这相对来说也是一个不错的数值。同时由于这种方式下电流微小，因此电极部分的温度不会上升，因此就算无线传输部位有金属异物，也可以放心使用。而不像“电磁感应式”那样，一般在有金属的情况下会自动断开充电，一面造成不必要的事故。

　　来自新西兰的首创充电技术

　　说起新西兰，大家应该会想起奶粉之类的东西，但这届高交会上，位于9号馆的新西兰PowerbyProxi公司给我们带来了世界最先进的无线充电技术。

　　图五 新西兰PowerbyProxi公司无线充电介绍

　　PowerbyProxi公司是在新西兰奥克兰大学成立的，这个公司成功发明出世界上最小、成本效益最高的无线供电接收器。据该公司的William Pryde介绍，这款产品接收器体积比较小，可以直接转进现有的任何AA电池和手机内部，配合PowerbyProxi的发射器，就可以实现充电。并说到这是世界上第一种真正实现全覆盖的无线充电平台。

　　其实他这样说也不无道理，如果能够把整个接收器直接装入电池或手机内部，那么对于OEM或者ODM厂商来说，整个无线充电的植入也变得更加便捷，在进行产品设计的时候就无须顾虑太多厚度方面的问题。

　　这种方式，可以说是充电效率、使用便利性、低成本、灵活设计等元素的完美合体。

　　如何做好无线充电的管理

　　在电磁感应式无线充电过程中，如果在充电范围内出现异物，则会产生高温从而影响整个充电过程，有时候还可能会带来危险，所以在无线充电中要做好电源的管理。

　　图六  松下无线充电方案框图

　　在这次高交会上，来自日本的厂家松下给我们带来了他们的最新系列产品AN32250A/55A/56A，这系列非接触供电IC在供电时能够执行处理。AN32250A就控制供电端的第一次处理，也就是通过异物检测电路、过热检测电路、过压检测电路检测非接触供电时是否有异常，而AN32255A则控制电力接受端的第二次处理，也是通过实现检测异物、识别功能内置等功能来保证无线供电的安全。而AN32256A控制符合Qi规格的接受端（2次控制处理），进行供电。

　　图七 符合WPC标准的松下IC介绍

　　据松下的工程师介绍，他们的整套方案里还具有I2C接口和LED驱动电路，可将供电状况和异常状况通过接口和LED输出，这样就能使我们更直观的检测到整个系统给的工作情况。这些方案可以应用到手持电子设备系统上面。

　　市面上也有很多厂商致力于这方面的研究，希望能够做出更多更好的方案使无线充电能够达到足够的安全。这也是厂商要注重的问题。

　　电子发烧友网编辑评论：

　　无线充电，作为一个如此有价值的技术，已经吸引到足够多的眼球。按理来说，全面推广应该是水到渠成的事情，但就目前的情况说来，却是顾虑重重。

　　图八 工程师演示无线充电

　　首先就是关于无线充电辐射的问题，我们目前生活里面所面对的电磁波已经足够多了，又增加无线充电所产生的电磁，消费者估计还会产生顾虑。当前专门针对无线充电的标准尚未出台，按照WPC的文件显示，目前的无线充电产品的工作频率在50—60HZ的范围，其辐射水平理论不高。但有专家表示，纵使单个无线充电的辐射不高，但是叠加WIFI和电脑等各种辐射的水平，也会造成影响。因此如何设法避免辐射是首要考虑的问题。

　　其次，无线充电的技术没有充分成熟，现在的无线充电标准阵型：一个是谷歌、AT&T和星巴克支持的“Power Matters Alliance”，也就是PMA标准；一个是得到诺基亚和LG采用的“Wireless Power Consortium”的Qi标准；另一个则是三星等19家公司支持的“Alliance for Wireless Power（“A4WP”）”标准。

　　在各大厂家专注不同标准的现状下，很难做到标准化，这样的对无线充电的全面推广也是一个阻碍，因此如果能讨论出一个通用标准或许是一个更好的解决办法。

　　同时还有无线充电装置的限制性，例如在充电角度及位置方面进行要求，充电效率不高，以及成本较高的现状下。全面推广这项技术应该说还没有足够的条件。

　　社会的发展总是向前的，新技术的兴起会酝酿一次革命。相信在不久的将来，到处借充电器，周围找插头的时代会成为过去，我们拿着手机在公车上，会有无线充电提供，我们在吃饭的时候，也能够一边吃饭一边充电，当充电像目前的WIFI那样普及的时候，我们的生活方式就会向前一大步。期盼着这一天的到来，也希望在各大厂商的努力下，我们能够更简便，更轻松的享受科技带给我们的乐趣。