引言：遇見，放下，充電

無線充電注定將成為智能電話、平板電腦、以及介于兩者之間的新型“平板手機(jī)（phablets）” 等移動設(shè)備充電的首選方法。隨著用戶越來越多地需要在一天里不斷補(bǔ)足電池能量以支持密集的互聯(lián)網(wǎng)接入、高清游戲、視頻和音頻流、以及GPS導(dǎo)航等活動，不需用電纜的適時(shí)充電將成為常態(tài)。

通過簡單地把移動設(shè)備放置在可用的充電臺上進(jìn)行無線充電可以為用戶提供很大的易用性和便利。但是到目前為止，無線充電系統(tǒng)還依然屬于新奇的售后市場項(xiàng)目，并沒有作為常規(guī)適配器和電纜的替代方案而得到認(rèn)真重視。已有的無線充電系統(tǒng)很笨重且體積龐大，需要把移動設(shè)備插入到充電套筒然后才可以放置在充電臺上充電。此外，這些系統(tǒng)往往都是采用專有的技術(shù)，來自不同制造商的設(shè)備之間缺乏互操作性。無線充電系統(tǒng)的零售價(jià)格也比較高，充電臺在80到100美元，充電套筒在30到40美元。因此，無線充電系統(tǒng)的銷售和市場滲透率一直不佳。

但是，無處不在的無線充電系統(tǒng)需求也預(yù)示著巨大潛力。IHS Technology分析師在《2014年無線充電報(bào)告》（Wireless Power Report 2014）中預(yù)測，無線充電發(fā)射器和接收器的出貨量銷售額將從2013年的2.16億美元上升到2018年的85億美元，期間有將近40倍的增長。

從新奇到必需

HIS對于未來無線充電市場的信心來源于幾個(gè)方面，其中之一是行業(yè)領(lǐng)先的企業(yè)或組織已經(jīng)開始走到一起，并著手開發(fā)使來自不同制造商的無線充電系統(tǒng)和移動設(shè)備之間具有互操作性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中包括軟件和零部件公司、手機(jī)制造商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商。

在那些積極幫助開發(fā)無線充電標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體廠商當(dāng)中，IDT公司是無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium，WPC）和Alliance for Wireless Power（A4WP）的董事會成員，并與Power Matters Alliance（PMA，電源緊要聯(lián)盟）保持著密切的聯(lián)系，這些都是無線充電行業(yè)的主要標(biāo)準(zhǔn)組織。在2014年年初，PMA與A4WP實(shí)現(xiàn)合并。

無線充電生態(tài)系統(tǒng)有兩個(gè)技術(shù)途徑：磁感應(yīng)和磁共振。WPC和PMA標(biāo)準(zhǔn)組織的活動都集中在磁感應(yīng)，而A4WP則是在支持基于磁共振標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。一些磁感應(yīng)解決方案已經(jīng)在大規(guī)模生產(chǎn)，但磁共振技術(shù)則是在2014年年底進(jìn)入量產(chǎn)應(yīng)用。這兩種技術(shù)的簡單比較可以說明它們在應(yīng)用中的主要區(qū)別：磁感應(yīng)需要緊密耦合，在X/Y方向的位置偏差達(dá)到最小時(shí)可實(shí)現(xiàn)最高效率水平；而磁共振允許更大的空間自由度，但它無法實(shí)現(xiàn)基于磁感應(yīng)技術(shù)的高峰值效率。

圖1：在位置偏差最小時(shí)，磁感應(yīng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更高的效率水平。即使發(fā)射器和接收器距離很近，磁共振也不能達(dá)到與磁感應(yīng)同樣的性能，但在位置偏差增大時(shí)，其效率不會很快降低。

WPC已經(jīng)公布了Qi低功率規(guī)范，它定義了功率發(fā)射器和接收器之間非接觸式電能傳輸接口、相關(guān)的性能要求和一致性測試規(guī)范。所有攜帶Qi標(biāo)識的設(shè)備都保證與WPC規(guī)范兼容，因此彼此之間可互操作。同樣，滿足PMA標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備也會有PMA的互操作性標(biāo)識。無線充電標(biāo)準(zhǔn)不斷發(fā)展強(qiáng)大的進(jìn)一步標(biāo)志是IEEE無線電源和充電系統(tǒng)工作組的成立和IEEE P2100無線電源和充電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定。 IEEE P2100.1針對電源和負(fù)載設(shè)備創(chuàng)建了無線電源和充電規(guī)范。雖然IEEE P2100.1目前局限于使用磁感應(yīng)耦合技術(shù)，將來也要考慮其它技術(shù)。

要想使車輛、交通樞紐等公共場所、咖啡館、體育場館、辦公室等許多預(yù)期應(yīng)用場景的無線充電設(shè)施變得可行，更大的互操作性是至關(guān)重要的。在家里，通過一個(gè)共享的充電臺能夠?qū)彝ニ械囊苿釉O(shè)備充電，因此有機(jī)會不再需要那些笨拙的電源適配器和線纜，同時(shí)也騰出了大量的墻壁插座。

隨著可靠標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，那些對創(chuàng)造廣泛的無線充電基礎(chǔ)設(shè)施非常重要的組織能夠致力于開發(fā)各種無線充電項(xiàng)目。汽車制造商對于無線充電技術(shù)的潛力很有興趣，它能夠去除汽車內(nèi)部的電纜。一些知名品牌已經(jīng)在最近的汽車展和在美國拉斯維加斯消費(fèi)電子展（CES）上演示了無線充電系統(tǒng)，有些項(xiàng)目正在采用該技術(shù)為后排座娛樂和環(huán)境光照明等車載系統(tǒng)供電。此外，充電臺也可以設(shè)置在桌面、其他家具或臺燈等設(shè)備上。

咖啡店之類的連鎖企業(yè)也很熱衷于提供無線充電設(shè)施來吸引以往只是想喝點(diǎn)東西的客戶，現(xiàn)在他們也需要一個(gè)快速的“電能小點(diǎn)（power snack）”為他們的移動設(shè)備充電。這種趨勢已經(jīng)被星巴克所證實(shí)。星巴克在2014年6月宣布與Duracell Powermat一起合作在美國全國范圍內(nèi)的店鋪部署無線充電臺，并在舊金山灣區(qū)首先開始。移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商也對無線充電表現(xiàn)出很大的興趣。在世界移動通信大會（Mobile World Congress）上，一個(gè)著名的運(yùn)營商在其展臺各處安裝了無線充電點(diǎn)，這些方便的設(shè)施可確保其團(tuán)隊(duì)成員能夠在整個(gè)展會期間連續(xù)使用他們的移動設(shè)備。

克服下一個(gè)障礙

IHS Technology在其發(fā)布的無線充電報(bào)告（Wireless Power Report）中指出，一些頂級的移動設(shè)備品牌已經(jīng)開始把功率接收器技術(shù)直接集成到智能手機(jī)，或者集成到能單獨(dú)購買的可更換電池蓋內(nèi)。例如，LG公司的旗艦產(chǎn)品G3目前已經(jīng)包括由IDT 公司IDTP9025芯片支持的無線功率接收器技術(shù)。這樣通過去除一個(gè)笨拙的充電套筒，就克服了普遍接受無線充電過程中的一個(gè)主要障礙。移動設(shè)備用戶不喜歡以額外的重量和尺寸等劣勢來換取無線充電功能。就無線充電臺而言，手機(jī)供應(yīng)商可能在未來的產(chǎn)品包裝中包括一個(gè)充電臺，在任何其他需要提供無線充電的地點(diǎn)，還需要多個(gè)充電臺。

移動設(shè)備制造商、汽車制造商、家具制造商和其他領(lǐng)域的企業(yè)能否廣泛集成無線充電功能的關(guān)鍵是成本。接收器和發(fā)射器組合的成本必須下降到顯著低于80-100元美元的早期售后市場系統(tǒng)水平。

早期售后市場無線充電系統(tǒng)的高復(fù)雜性主要導(dǎo)致了這些產(chǎn)品較高的零售價(jià)格。一個(gè)適用于充電臺具有A1型磁導(dǎo)（magnetically-guided）單線圈功率的發(fā)射器包含90個(gè)單獨(dú)的零部件，其中包括9顆IC。這些組件是必需的，不僅用來處理從發(fā)射器傳送到接收器的能量，而且還要使通信符合WPC或PMA規(guī)范來設(shè)置和控制無線充電過程，并提供異物檢測（FOD ）等功能。可靠的FOD是無線充電中保持消費(fèi)者信心的關(guān)鍵，用戶需要確信在觸摸充電臺或即使在充電臺附近存在金屬物體都不會有安全風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)中不希望的電磁輻射（EMI）也必須最小化。

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