無線充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與實(shí)作講析

　　5 設(shè)計(jì)最艱難的部份——安全

　　先前提到無線充電系統(tǒng)與電磁爐一樣會(huì)發(fā)射電磁波能量，這有兩大問題：

　　其一為當(dāng)發(fā)射器上沒有放目標(biāo)充電裝置時(shí)一樣在發(fā)射能量，長時(shí)間下會(huì)造成能源的浪費(fèi)，不符合現(xiàn)在產(chǎn)品節(jié)能的趨勢。另外一個(gè)問題較嚴(yán)重，為當(dāng)發(fā)射器上放的是金屬異物，電磁波對(duì)其加熱；這個(gè)狀況輕則燒毀裝置，重則發(fā)生火災(zāi)危其人員生命財(cái)產(chǎn)。所以無線充電系統(tǒng)若要上市銷售，必需要有一個(gè)重要的功能即為“受電端目標(biāo)物辨識(shí)”，當(dāng)正確的目標(biāo)物放置在發(fā)射器上才開始送電，若不是的話則不送電。用來偵測近距離裝置的方法有很多，但在無線充電系統(tǒng)上有一個(gè)問題就是無法采用昂貴的零件來完成這個(gè)功能，記住目前設(shè)計(jì)的只是一個(gè)充電器，若成本太高的話市場會(huì)無法接受這個(gè)功能。

　　而目前有兩個(gè)實(shí)用的方法來完成這個(gè)功能： 1. 磁力激活：在受電端上裝一個(gè)磁鐵，當(dāng)發(fā)射端感應(yīng)到磁力后開始發(fā)送能量，這個(gè)方法簡單有效，因?yàn)闆]有人會(huì)無意中放一個(gè)磁鐵在發(fā)射器上讓它燒毀。2.感應(yīng)線圈上的資料傳送：這是目前認(rèn)為最安全的方法，與RFID的原理相同，利用兩個(gè)線圈內(nèi)的電力傳送中，包含資料碼一起傳送；這個(gè)方法最安全也是最難完成的，因?yàn)楦袘?yīng)線圈上有高能量的電力傳輸、另外還包含了系統(tǒng)的噪聲與負(fù)載電流變化的干擾，如何有效的傳送資料碼是一大難題。

　　6 可變功率系統(tǒng)需建立在數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制上

　　一個(gè)理想的系統(tǒng)為在無線充電發(fā)射器上放置不同的接收器，接收器可為不同的裝置從小電力的耳機(jī)到大功率的筆記型計(jì)算機(jī)，都應(yīng)該要能對(duì)應(yīng)不同的目標(biāo)物；但每個(gè)接收裝置的電力需求都不一樣，這時(shí)發(fā)射器必需要能自動(dòng)調(diào)節(jié)功率輸出。但這樣的功能要建立在發(fā)射器與接收器要能夠傳送資料碼來進(jìn)行溝通，所以如何運(yùn)用感應(yīng)電力的線圈進(jìn)行資料碼傳送是研發(fā)的要點(diǎn)。關(guān)于這個(gè)技術(shù)數(shù)年前已經(jīng)有多家公司投入開發(fā)，其每家公司的方法有差異在實(shí)作上的穩(wěn)定性也需要再經(jīng)過驗(yàn)證。

　　7 無線充電共通標(biāo)是理想?yún)s難以實(shí)現(xiàn)

　　目前有業(yè)者在推行無線充電標(biāo)準(zhǔn)，理想化的標(biāo)準(zhǔn)是可以跨品牌使用。這個(gè)是一個(gè)很理想化的目標(biāo)，所謂的標(biāo)準(zhǔn)就針對(duì)兩個(gè)部份需要規(guī)范才能運(yùn)作；第一就是要有共通的共振頻率，電力傳輸是需要透過預(yù)設(shè)好的共振頻率來傳送，發(fā)射器提供的電磁波能量之頻率需要是接收器的共振頻率才能得到好的轉(zhuǎn)換效率。第二就是標(biāo)準(zhǔn)的資料傳送碼或其它識(shí)別激活方式，發(fā)射器需要對(duì)應(yīng)到正確的接收器才能開始送電。一個(gè)共通的標(biāo)準(zhǔn)的確是市場所期待的，目前在推動(dòng)無線充電標(biāo)準(zhǔn)化的團(tuán)體已經(jīng)運(yùn)作多時(shí)，但在市面上的產(chǎn)品還算少見，這部份可以深入了解后可以發(fā)現(xiàn)一些問題，一部份是其標(biāo)準(zhǔn)尚未完整以致研發(fā)人員照規(guī)格書開發(fā)確無法順利將產(chǎn)品完成；另一個(gè)問題是該標(biāo)準(zhǔn)并不是免費(fèi)的，當(dāng)產(chǎn)品上市前需要先支付相關(guān)專利的權(quán)利金，所以共通標(biāo)準(zhǔn)是未來的趨勢，但目前實(shí)際應(yīng)用還未成熟。

　　8 三大關(guān)鍵組件牽動(dòng)三個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈

　　就無線充電產(chǎn)品看有三大關(guān)鍵組件，其中有控制電路板、感應(yīng)線圈、磁性材料。

　　目前無線充電尚在起步階段，市場預(yù)期接下來的二到三年會(huì)開始高度成長，而四年后將會(huì)變成品牌商品的標(biāo)準(zhǔn)備規(guī)格之一。這個(gè)市場的成長會(huì)牽動(dòng)的產(chǎn)業(yè)鏈不只在電子產(chǎn)業(yè)，感應(yīng)線圈需要精密治具生產(chǎn)這牽動(dòng)的是機(jī)械工業(yè)，線圈上需要運(yùn)用高效能電磁波屏蔽能力的磁性材料這牽動(dòng)的是化學(xué)工業(yè)。所以一個(gè)產(chǎn)品的成長可以牽動(dòng)三個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)品并不是過去已經(jīng)存在的產(chǎn)品，而是全新的類別全新的應(yīng)用，相關(guān)的材料都要重新開發(fā)生產(chǎn)，對(duì)經(jīng)營面來看這也是可以開發(fā)的新領(lǐng)域。