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【WPC、AirFuel 相互取經,NFC WLC 跨足無線充電】
已存在一段時間的無線充電,最近因為蘋果 (Apple) iPhone SE2、OnePlus 8 Pro 手機及真無線耳機 (TWS) 的走紅再度躍上版面。Reportlinker.com 預測,2020~2026 年全球無線充電市場規模將達 256 億美元,預測期內年複合成長率 (CAGR) 為 28.4%,可概分為「共振式」(Resonance,鬆散耦合) 和「感應式」(Induction,緊密耦合) 兩大主流。
前者以 AirFuel 聯盟為首,可穿透數公分的厚實桌面在指定充電範圍內提供多個裝置同時垂直充電,且擺放方式較不受限,惟 6.78MHz 高頻操作,傳輸效率低、易有過熱及干擾問題,亟需氮化鎵 (GaN) 及電源管理演算法 (PMA) 加持,加上無線通訊功能獨立於功率模組之故,製作成本高;後者以無線充電聯盟 (WPC) 為宗,具有低成本、高效率利基,易於大量商品化,缺點是需將兩端線圈對齊才能工作,內嵌磁鐵有助於位置擺放的對齊和定位。
WPC Qi 已在市場搶得先機,基於安全和干擾考量,「異物偵測」(FOD) 是另一關注重點。事實上,共振、感應在技術上互有長短,兩大陣營也從一開始較勁意味濃厚、轉趨握手言和;值得留意的是,無線充電與 NFC (近場通訊) 的共存一度曾是 WPC 與 AirFuel 相互攻防焦點之一,如今,NFC 論壇本身也自訂無線充電標準「WLC」(Wireless Charging) 作為補充技術——利用 NFC 智慧手機的線圈作為發射器,為無線耳機或穿戴裝置做「反向充電」;而為讓 Qi+NFC 協作順暢,量測儀器廠商也已準備好了!
延伸閱讀:
《從旗艦到標配,無線充電欣欣向榮》
http://compotechasia.com/a/feature/2020/0608/44928.html
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指標性大廠導入 無線充電市場引爆
http://www.mem.com.tw/arti.php?sn=1708100001
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【測試規範版本多,切莫「掛一漏萬」失商機】
量測工作除了力求精確,還須留意「協定版本不一」的問題。以 NFC 規格演進為例,在首個射頻 NFC 標準——ECMA 340 出爐之際 (後被整編成 ISO/IEC 18092),Europay、Mastercard、Visa 等金融機構卻捨棄 JIS X 6319-4、力拱基於 ISO/IEC 14443 A、B 的付費標準 EMVCo。最後,兩大體系決議將空中介面一致化,並分別命名為 NFC-A (基於 ISO/IEC 14443 A)、NFC-B (基於 ISO/IEC 14443 B) 和 NFC- F (基於 FeliCa,由 Sony 所開發的非接觸式晶片卡技術)。
有測試業者看好無線充電後勢,復有鑑於不少高階晶片卡或智慧手機已將 NFC 和無線充電整合,將帶動綜合量測需求,緊跟 WPC (無線充電聯盟)「Qi」規格推出驗證產品。無線充電亦如是;感應式 (Inductive) 和共振式 (Reasonable) 產品先後問市,將促使量測技術不斷精進。共振式充電須以高功率的網路分析儀檢測電力傳輸是否有不匹配狀態,感應式由於收發距離貼近,並無此顧慮。這或許也是一開始走感應式路線的 Qi,商用化腳步較快的原因。
目前 Qi 測試仍有五大挑戰須克服:電力量測精準度、天線耗損特性、電壓/電流量測同步偏移校正 (deskew)、異物偵測過程,以及自動計時量測。開發商須確保以下任務達標:發送端的電力須與接收端的期望一致、降低空中電力損耗、使用者的系統安全以及充電時間與電量的估算,任一環節稍有差池,輕則短路、重則有爆炸風險。現今 Qi 發送端的傳輸電力已從 5W 提升至 15W,更易導致金屬發熱,如何量測充電裝置的極限並設定理想臨界值,攸關充電效率與安全。
延伸閱讀:
《Micropross & 筑波科技:測試規範細節多,一致性認證不容輕忽》
http://compotechasia.com/a/____/2016/1114/34037.html
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