引言：遇見(jiàn)，放下，充電

無(wú)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(dòng)設(shè)備充電的首選方法。隨著用戶越來(lái)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(dòng)，不需用電纜的適時(shí)充電將成為常態(tài)。

通過(guò)簡(jiǎn)單地把移動(dòng)設(shè)備放置在可用的充電臺(tái)上進(jìn)行無(wú)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(wú)線充電系統(tǒng)還依然屬于新奇的售后市場(chǎng)項(xiàng)目，并沒(méi)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(wú)線充電系統(tǒng)很笨重且體積龐大，需要把移動(dòng)設(shè)備插入到充電套筒然后才可以放置在充電臺(tái)上充電。此外，這些系統(tǒng)往往都是采用專有的技術(shù)，來(lái)自不同制造商的設(shè)備之間缺乏互操作性。無(wú)線充電系統(tǒng)的零售價(jià)格也比較高，充電臺(tái)在80到100美元，充電套筒在30到40美元。因此，無(wú)線充電系統(tǒng)的銷售和市場(chǎng)滲透率一直不佳。

但是，無(wú)處不在的無(wú)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(wú)線充電報(bào)告》（Wireless Power Report 2014）中預(yù)測(cè)，無(wú)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(zhǎng)。

從新奇到必需

HIS對(duì)于未來(lái)無(wú)線充電市場(chǎng)的信心來(lái)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(lái)自不同制造商的無(wú)線充電系統(tǒng)和移動(dòng)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(yíng)商。

在那些積極幫助開發(fā)無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體廠商當(dāng)中，IDT公司是無(wú)線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium，WPC）和Alliance for Wireless Power（A4WP）的董事會(huì)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(wú)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(wú)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(dòng)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(jiǎn)單比較可以說(shuō)明它們?cè)趹?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(wú)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(huì)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(cè)試規(guī)范。所有攜帶Qi標(biāo)識(shí)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(huì)有PMA的互操作性標(biāo)識(shí)。無(wú)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(wú)線電源和充電系統(tǒng)工作組的成立和IEEE P2100無(wú)線電源和充電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定。 IEEE P2100.1針對(duì)電源和負(fù)載設(shè)備創(chuàng)建了無(wú)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(lái)也要考慮其它技術(shù)。

要想使車輛、交通樞紐等公共場(chǎng)所、咖啡館、體育場(chǎng)館、辦公室等許多預(yù)期應(yīng)用場(chǎng)景的無(wú)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(guò)一個(gè)共享的充電臺(tái)能夠?qū)彝ニ械囊苿?dòng)設(shè)備充電，因此有機(jī)會(huì)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(duì)創(chuàng)造廣泛的無(wú)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(wú)線充電項(xiàng)目。汽車制造商對(duì)于無(wú)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(guó)拉斯維加斯消費(fèi)電子展（CES）上演示了無(wú)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(lè)和環(huán)境光照明等車載系統(tǒng)供電。此外，充電臺(tái)也可以設(shè)置在桌面、其他家具或臺(tái)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(wú)線充電設(shè)施來(lái)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(dòng)設(shè)備充電。這種趨勢(shì)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(guó)全國(guó)范圍內(nèi)的店鋪部署無(wú)線充電臺(tái)，并在舊金山灣區(qū)首先開始。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也對(duì)無(wú)線充電表現(xiàn)出很大的興趣。在世界移動(dòng)通信大會(huì)（Mobile World Congress）上，一個(gè)著名的運(yùn)營(yíng)商在其展臺(tái)各處安裝了無(wú)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(huì)期間連續(xù)使用他們的移動(dòng)設(shè)備。

克服下一個(gè)障礙

IHS Technology在其發(fā)布的無(wú)線充電報(bào)告（Wireless Power Report）中指出，一些頂級(jí)的移動(dòng)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(gòu)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(wú)線功率接收器技術(shù)。這樣通過(guò)去除一個(gè)笨拙的充電套筒，就克服了普遍接受無(wú)線充電過(guò)程中的一個(gè)主要障礙。移動(dòng)設(shè)備用戶不喜歡以額外的重量和尺寸等劣勢(shì)來(lái)?yè)Q取無(wú)線充電功能。就無(wú)線充電臺(tái)而言，手機(jī)供應(yīng)商可能在未來(lái)的產(chǎn)品包裝中包括一個(gè)充電臺(tái)，在任何其他需要提供無(wú)線充電的地點(diǎn)，還需要多個(gè)充電臺(tái)。

移動(dòng)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(wú)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(chǎng)系統(tǒng)水平。

早期售后市場(chǎng)無(wú)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(tái)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(lái)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(lái)設(shè)置和控制無(wú)線充電過(guò)程，并提供異物檢測(cè)（FOD ）等功能。可靠的FOD是無(wú)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(tái)或即使在充電臺(tái)附近存在金屬物體都不會(huì)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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