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作者：IDT公司產品定義工程師Manjit Singh 在當今的信息娛樂時代，便攜式移動電子產品快速消耗著電池中儲存的能量，以至于一天還沒過完，就要給電池再次充電。過去數年中，在提高電池能量密度方面，取得的進步很有限，如今高速傳輸音視頻、高清游戲、GPS等需求對于電池的要求更高。一天到晚帶著交流適配器非常麻煩且不現實。理想情況下，最終用戶應該能隨時隨地給移動設備充電，而且無需使用交流適配器和專用連接器。例如，在汽車上以及機場、會議室和其他地方，應該隨處都有充電板。 無線電源技術過去和現在的應用狀態(tài) 兼容附件廠商是第一個嘗試無線電源充電技術的群體，尤其是針對移動設備提供無線充電兼容附件。當時，一些兼容零部件市場提供的無線電源充電解決方案主要來自Powermat、Palm和Brookstone(圖1)。 這些解決方案全部是專用的，分別針對不同的移動設備。一個廠商提供的附件不能與另一個廠商的產品配合使用。各種不同的附件之間缺乏通用性是一個主要障礙。因為這些附件都是通過兼容零部件市場提供的，所以它們無一例外都是分立式解決方案（圖2）。此外，成本也是一大劣勢。 
圖1：來自Powermat、Palm和Brookstone的充電解決方案（從左至右）。
圖2：Brookstone基座及移動設備外套。 如今，無線電源聯盟（WPC）制定了統(tǒng)一的性能規(guī)范，通常稱為“Qi”標準，業(yè)內100多個成員公司廣泛采用了該標準。隨著Qi標準的出臺，不同廠商的附件可以給帶有Qi標識的任何設備充電了。 一些兼容零部件市場提供的產品，如圖3所示的Energizer背板和充電基座，成為首批符合Qi標準的解決方案。這款符合Qi標準的無線電源充電解決方案仍然是分立式的。該無線充電板和iPhone外套售價分別約為79美元和39美元。盡管隨Qi標識而來的通用性標志著，業(yè)界向著正確的方向邁進了一步，但是較高的價格和不夠美觀成了兩大障礙。
圖3：Energizer的無線充電板（左）和iPhone外套（右）。 無線電源技術未來的走向 根據市調公司iSuppli的研究，到2014年，無線電源充電解決方案市場將增長70倍。 Qi標準開始得到廣泛采用，無線電源充電技術正在向著成為主流技術的方向前進，如果能滿足以下要求，那么該技術將會無處不在： * 實現高成本效益； * 對環(huán)境既不美化也不丑化，或者對用戶而言是看不見的； * 對最終用戶是安全的； * 普遍存在的支持服務生態(tài)系統(tǒng)。 無線電源充電接收器解決方案必須具有很高的成本效益，才能集成到手機中。另外，發(fā)送器解決方案的成本必須足夠低，才會最終使運營商和設備制造商將充電板作為標配附件提供。 給手機內置無線充電功能的理念與更薄、造型更優(yōu)美、更輕的智能手機設計愿望是一致的。客戶不愿意以增加重量和增大尺寸為代價，換取無線充電功能。最佳的無線充電選擇是，讓其對用戶而言是看不見的。 無線充電是一種相當新的技術。它必將引起消費者對安全問題的擔憂。一般而言，電磁輻射和安全性將成為最重要的問題。因此，該技術必須消除與最終用戶安全性有關的所有疑問。還有一點也很重要，即允許最終用戶將金屬物體放在充電板上，而不會引起任何危險（高溫或電擊），也不會導致任何不安全情況的發(fā)生。 最后，圍繞無線電源充電技術建立一個良好運轉的生態(tài)系統(tǒng)，是促使該技術成為主流的關鍵因素。一家咖啡店如果既為客戶提供快餐，又能利用無線電源充電為客戶的移動設備提供“快沖”，那么這家咖啡店必定會引起顧客的關注。不過，能否為維持無線充電服務建立一個生態(tài)系統(tǒng)，在很大程度上取決于充電板的成本。 IDTP9030：業(yè)界首款單芯片低成本發(fā)送器芯片組 IDTP9030 是業(yè)界第一款單芯片、低成本發(fā)送器芯片組，可滿足使無線電源充電得到廣泛普及的所有必要條件。圖5是一個典型的應用原理圖，顯示了一個全功能發(fā)送器（TX-A1磁制導型）的構成。 由于IDTP9030集成度很高，所以與市場上用分立式組件組成的產品相比，用IDTP9030構成的發(fā)送器的價格不到其1/3。利用IDTP9030構成TX-A1發(fā)送器所需的組件總數大約為30個，其中包括IDTP9030，而功能類似的典型分立式解決方案則需要超過90個組件，其中包括9個集成電路。分立式發(fā)送器這種高成本問題成了設備制造商不愿將無線電源充電板作為標配組件的主要原因之一。基于IDTP9030的解決方案價格較低，更有可能讓制造商考慮，從高端電話開始將無線充電板作為標配組件提供，之后再逐步向普通手機過渡。
圖4：IDTP9030應用原理圖。
圖5：IDTP9030原理圖。 IDTP9030配備了多重異物檢測（FOD）功能，以確保最終用戶能在充電板上放置金屬物體，且從不出現不安全狀況，例如磁場導致金屬過熱的狀況。多重異物檢測方法涵蓋并檢測所有可能情況：電話放置之前放置的金屬物體、粘在電話背面的金屬物體以及充電時插入電話和充電板之間的金屬物體。 最后，采用IDTP9030的發(fā)送器能實現較低的價格，并有可能實現更小的尺寸，因此有望圍繞無線電源充電技術建立一個運轉良好的生態(tài)系統(tǒng)。家具制造商以及其他一些廠商已經著手設計配備無線充電板的消費類最終產品了，例如平板電腦和燈具，并將這類最終產品安裝到會議室、機場、公眾等候區(qū)等公共場所。此外，對于將無線充電板納入汽車、以使汽車不必攜帶充電電纜的想法，汽車行業(yè)也表現出了極大的興趣。 總之，無線充電技術將會持續(xù)存在。未來幾年，大量產品（手機、游戲機、電池組等）有望內置無線電源充電技術。此外，人們會爭相將充電板置入家具以及放置在機場、咖啡店、餐館、公共活動場所、辦公室、會議室等各種場所中。 |
