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發熱、低效問題頻出,產業協同加速普及進程
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不過,無線快充的普及,不僅僅是靠協議統一就能夠解決的。無線充電本身在技術上還有不少問題要解決,比如充電效率低、發熱大、天線干擾等。某品牌手機無線充電技術專家姜翔文表示:“隨著手機無線充電功率越來越大,首先帶來的問題就是干擾。因為手機是很複雜的系統,包括觸控式螢幕、各種天線以及音訊設備,在手掌大小的充電設備中,來自線圈、數位電路、風扇、電源四個方面的不同類型干擾,需要它具備很好的抗干擾能力。我們在無線充電底座上採用金屬遮罩罩、PCB材料優化、採用FPC線圈連接線等等方法去解決。”
“我們在選擇方案的時候經常與一些供應商討論線圈發熱的問題,但後來發現大多數供應商對於線圈設計並不是特別精通,他們對於標準線圈以及定制線圈是否最優化沒有概念。於是我們在對線圈進行了一些基礎研究和模擬測試後,找出了兩個關鍵點。一個是優化接收線圈的Q值(品質因數),二是採用多股繞線的線圈。”
另一方面,很多人在使用無線充電的第一印象可能就是發熱嚴重,而對於無線充電發熱的原因,姜翔文認為主要有三個方面:線圈和隔磁材料發熱;功率器件發熱;手機本身充電過程中的發熱。
姜翔文表示:“我們在選擇方案的時候經常與一些供應商討論線圈發熱的問題,但後來發現大多數供應商對於線圈設計並不是特別精通,他們對於標準線圈以及定制線圈是否最優化沒有概念。於是我們在對線圈進行了一些基礎研究和模擬測試後,找出了兩個關鍵點。一個是優化接收線圈的Q值,二是採用多股繞線的線圈。”
事實上,充電效率在一定程度上也與發熱程度息息相關,Rui Liu認為:“目前手機無線充電效率低、充電慢主要有兩個原因。一是因為體積限制,手機端的線圈普遍較薄,最厚的也不過0.3毫米,如此薄的線圈還要承載更大的電流,需要從線圈上著手改進;二是由於線圈一般放置在於電池緊密接觸的位置,線圈發熱後熱量會導到電池上,一旦電池發熱,就會啟動安全保護措施,限制充電效率。”
在改善無線充電發熱以及效率方面,姜翔文表示由於目前無線快充採用低壓大電流的方案,傳統的電路效率較低發熱較大,因此為了解決發熱問題,他們在無線充內部使用精密降壓,為手機供給2倍的電池電壓,手機接收到後,手機內部採用高效率電荷泵降壓為電池充電,相比傳統方案,接收端電流不變,功率提升,提高了充電效率。與此同時,為了保證充電的穩定性,犧牲無線充電底座體積,加入風扇以及散熱鰭片,並在手機上優化充電曲線,最終解決無線快充發熱嚴重的問題。
但要想真正解決無線充電現有的問題,還需要整個產業鏈的協同。賀大瑋表示,對於無線充電來說,手機作為接收端是一個非常複雜的系統,涉及到材料的優化、線圈的位置、電池的設計等問題,光靠一個廠商是不行的,需要整個產業鏈協同解決無線充電的問題。
除了技術上的問題外,其實WPC本身也在一直為推動無線充電生態發展而努力,在今年推出最新的Qi 1.3標準中,WPC為無線充電設備加入了強制性的身份鑒權要求,即需要在無線充電設備中加入安全晶片來確保設備通過標準驗證,以免出現通過不合格設備充電而產生的安全問題。
當然,加入安全晶片必然會使得終端廠商增加成本,提高了無線充電新玩家的入門門檻,那麼這是否會影響其他終端廠商對於無線充電的態度?張慶峰強調,加入身份鑒權的功能並沒有提高門檻,只是讓Qi標準更加完善。
“因為安全晶片供應商可以提供一個‘交鑰匙’的方案,從整個設備製造商或開發者的角度來講,複雜度並沒有增加,也就是說沒有提高門檻。但是有了這個無線充電身份鑒權之後,對整個產業鏈、生態系統,保護品牌廠商、消費者,其實都是有非常大的好處。所以WPC也是順應了市場和客戶的要求,很及時地針對這方面做了對現有標準的一個補充。從這個角度來講,我覺得這是一個未來的發展方向,所以將來所有其它的充電方式可能都會往這個方向去做借鑒和參考。”張慶峰進一步解釋道。
其實從最近熱度很高的“武漢街頭無線充電路燈”就能夠看出,在當下智慧手機續航焦慮無法解決的情況下,像無線充電這種方便且通用的充電方式,相比於有線充電更加適合於利用碎片化時間進行手機電量補充。隨著帶有無線充電功能的手機越來越多,以及相關的便民公共設施在全國範圍內推廣開,無線快充的普及進程將會進一步加速。

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