無線充電三大標準優(yōu)缺點及合并挑戰(zhàn)
優(yōu)點:
● 已有建立完成的測試機構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng),695項認證產(chǎn)品(參考文獻4),為加速采用走出了一條康莊大道
● WPC技術(shù)已內(nèi)嵌在三星的Galaxy S6(參考文獻5)
● 基于Qi的生態(tài)系統(tǒng)和強大且可擴展的平臺,使得像宜家公司可利用Qi充電技術(shù),而將它嵌入在家居飾品中
● 規(guī)格非常成熟,2011年以來,就已經(jīng)有產(chǎn)品上市
● 提升到未來Qi規(guī)格的途徑,未來Qi的規(guī)格將可支持多臺設(shè)備同時充電,增加Z距離(>5厘米)
● 因為緊耦合線圈結(jié)構(gòu)的因素,所以可以達到更高的效率
● 輻射排放量低
● 有鑒于它是一成熟的標準,市場上有多家的IC和系統(tǒng)供貨商,所以它的實現(xiàn)成本最低
缺點:
● 聯(lián)盟的規(guī)模大,可能會因為決策過程緩慢,而使得進步的腳步放緩
● 在進一步更新規(guī)格時,要讓現(xiàn)今市場上數(shù)以百萬計的器件可以達到充分的向后兼容性,將會是一項挑戰(zhàn)(然而,其他標準也會面臨到同樣的問題。)
電力事業(yè)聯(lián)盟(PMA)
PMA公司于2012年成立,是一個與Qi競爭的標準,但同樣是以相同的磁感應原理來運作。從技術(shù)上來講,這兩種標準很相似。 PMA有額外的軟件鉤(software hook)來定義協(xié)議、控制和管理信令,WPC可望在他們的下一個規(guī)范版本中把管理信令的能力加進去。在較早的版本中,借著讓磁鐵托住接收器而讓接收器的線圈和發(fā)射器的線圈可以對準。然而,據(jù)我們的了解,PMA將在不久的將來會把磁鐵拿掉,并引入多個發(fā)射器的設(shè)計,其中有一個或多個線圈。著眼于物聯(lián)網(wǎng)(IOT)的發(fā)展,PMA已與星巴克合作開發(fā)應用,它具有基于云端的電源管理功能,可用來對充電站進行定位及管理(參考文獻5)。
特點:
● 緊密耦合的感應方案
● PMA基于磁感應的電力2.0 (power 2.0)技術(shù),未來規(guī)范會與A4WP合并
● 操作的頻率范圍為277至357千赫
● 超過100家的業(yè)者支持,包括三星、LG、HTC、ATT、谷歌、Blackberry、華為、Kyocera和IDT
優(yōu)點:
● 市場主要的推動力來自產(chǎn)業(yè)界的重量級公司,像是Duracell-Powermat、星巴克和ATT
● PMA技術(shù)已內(nèi)嵌在三星的Galaxy S6(參考文獻5)
● 有5座測試實驗室和24項通過認證的產(chǎn)品(參考文獻5)
● 基礎(chǔ)設(shè)施公司的采用為用戶提供一個首次使用該技術(shù)的經(jīng)驗
● 因采用Qi的磁感應原理,所以也有類似的技術(shù)優(yōu)勢
缺點:
● 在采用和設(shè)計靈活性方面,仍然處于早期階段
● 針對大規(guī)模采用,規(guī)格尚未最終確定
● 在采用A4WP基于磁共振技術(shù)的未來版本之規(guī)范時, 向后兼容性將會是一個挑戰(zhàn)
無線充電標準聯(lián)盟(A4WP)
A4WP (Alliance for Wireless Power),又名Rezence,也是在2012年成立,它是基于磁感應無線充電標準的替代性技術(shù)。 A4WP采用磁共振的原理,這種原理不用讓一次和二次線圈緊密對準。相反地,發(fā)射線圈夠大,大到足以產(chǎn)生高磁場,可與在初級線圈附近接近之處的次級線圈接合,且不只是一個,而是多個。這意味著單一發(fā)射器可以對多個接收器(電話、平板計算機等)充電。
電力傳送單元(PTU)中的系統(tǒng)設(shè)計由一個源直流電源(Source DC supply)、共振器、匹配單元、一個功率轉(zhuǎn)換單元,和一個信令和控制單元所組成。而電力接收單元(PRU)則是由一個諧振器、整流器、電源轉(zhuǎn)換單元、信令和控制單元所組成。帶有PTU和PRU的系統(tǒng)架構(gòu)星型拓撲結(jié)構(gòu),在PTU和PRU之間有雙向的信令。
上圖是A4WP 技術(shù)的典型發(fā)射線圈結(jié)構(gòu)(參考文獻6)
特點:
● 是一種基于松耦合磁共振的技術(shù)
● 在Bluetooth Low Energy(2.4 GHz ISM的頻率范圍)的頻帶之外通訊
● 電源傳輸頻率為6.78兆赫
● 所接收到的3.5和6.5W電力,適用于智能型手機之類的應用,預計未來將增加至50W,以涵蓋更多的消費性電子設(shè)備
● 相較于電流感應替代方案,承諾會提供更長的Z距離
● 超過100家的業(yè)者支持,包括三星、戴爾、富士通、LG、夏普、佳能、松下、HTC、聯(lián)想、高通等
優(yōu)點:
● 相較于電感式替代方案,可以潛在性的更低成本提供最大的自由空間
● 允許多設(shè)備充電
● 可擴展到更高的功率和穿戴式產(chǎn)品是其一大賣點
缺點:
● 在建立認證和測試機構(gòu)方面,仍處于早期階段
● 因為獨立的信令電路,所以通信費用高
● 電磁干擾增高/輻射高
● 由于松散耦合的線圈結(jié)構(gòu),所以效率低
● 由于額外的通信帶寬會增加成本,所以配件有限
影響聚合的因素
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