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| 2011/12/29 19:29:59瀏覽257｜回應0｜推薦0 | |
無線充電的相關討論其實已有一段時間，只是礙於技術無法有效突破，進而造成量產上有相當大的困難，但無線充電技術若能有效量產，對於市面過多的行動充電器造成資源浪費的情形便能有效獲得解決。而台灣貴為全球資通訊產品的製造暨設計重鎮，自然也注意許多的相關議題。 目前市面上的行動消費型電子產品的每年換購率約為50%，這也造成了專用充電器無法再度使用的窘境，變成龐大的電子廢棄物，進而演變成環境缺汙染問題。另一方面，消費者在使用充電器的習慣上，大部份是將充電器安裝在插座上而沒有拔下來，雖是在待機狀態下，但也會在無形中浪費些許的電量。此外，充電器過多的情況下，許多電源互相纏繞，也造成整理上的麻煩，與連接插頭的不滿問題。以日本三大電信業者為例，最常接到客訴的問題類型，通常就是充電器的插入方向容易搞混。因此綜合以上所述，無線充電將是未來必須發展的技術之一。 為了能讓生活更加便利，無線充電的確會是未來發展的趨勢，就技術種類來看，大致上可分為近場與遠場兩大類別，前者有電磁感應與磁能共振，後者則有微波（RF）、太陽能與Tesla線圈三種技術。就應用面上，無線充電能夠派上用場的應用領域有：工業、電動車、RFID、生醫電子與特殊環境，如浴室等。但其中以電動車所需要的充電站來說，因為是採用220V的高壓電進行充電，會有安全性的問題需要克服，進入門檻相對高出許多。 全球產業界都明白無線充電的重要性，由於該技術仍屬於萌芽期，在技術發展初期，其專利佈局就相當重要。自申請開始，申請人或申請公司便可擁有20年的時間。由於專利具有排他性與獨占性，對於企業發展的戰略上，具有其戰略至高點，因此業者若有意投入此一領域，在專利方面需要多加注意。以美國境內為例，無線充電專利申請件數，自1992年開始增加，在2008年的申請件數達到了最高峰。但魯明德也提醒，專利申請時間愈晚的企業或是個人，愈需要注意其動向，從時間點來看，愈早申請專利的業者，其威脅程度相對較低，舉例來說，日本半導體公司Seiko Epson，雖然在美國境內的專利申請件數未排進前五名，但九件專利中，有七件是在2008年所申請，換言之，這七件專利需至2028年，其他業者才有機會用較低的成本甚至是無成本的方式加以利用。 目前就穩定性、成本、效率、安全與驗證標準等面向來看，其進入門檻最低的為近距離線圈電磁感應式技術，WPC（Wireless Power Consortium）也以此為技術，進行相關推廣，初期以「qi」為認證標誌，主要推廣的應用領域為消費性電子。詹其哲進一步指出，目前WPC所參與的半導體業者相當多，有TI、飛思卡爾與Atmel等，但就解決方案的提供上，總結來看，仍以TI所提供的最為完整。詹其哲進一步談到，TI所提供的bq51013元件，為整合MOSFET的全橋式同步整流控制器晶片，擁有極高的轉換效率，但仍然無法將熱完全散去，需要額外的PCB佈局，將熱能散掉。不過就整體表現上，目前仍無其他的半導體業者所提供的控制晶片，其表現可與bq51013比擬，適合用在無線充電領域的系統設計。但詹其哲也強調，全橋驅動會比半橋驅動的EMI（電磁干擾）問題還來得嚴重，加上驅動電壓愈高，EMI也會隨之上升，就電路設計上要如何通過EMC限制，就必須多花時間克服此一瓶頸。 另一方面，無線充電亦有安全方面的考量，以電磁感應式來說，其充電概念就如同微波爐，一旦電磁波被金屬物吸收，金屬溫度就會升高，就有可能造成意外發生。因此WPC在認證上，也特別強調在進行充電之前，必須進行資料碼辨識，以進一步辨識被充電物是否是金屬物或是可充電的目標物，以提升安全性。就系統設計上，發射端與接受端都需要有控制電路，進行相關的辨識工作。 由於電磁感應式的系統架構分成一次線圈與二次線圈，前者負責充電工作，後者則是扮演被充電角色，再加上充電效率畢竟僅有70%，若兩者位置差距過大，充電效率便會大幅下降，因此，依照線圈位置區分，可分成磁石吸引型、可動線圈型與線圈陣列型。磁石陣列型在三種類型中，其成本最低，但不適用於內建指南針或是磁力感測器的電子產品。可動線圈型則是因為內建微型馬達，結構較為複雜，硬體架構較厚，但好處在於，被充電物的位置便可隨意擺放。線圈陣列型的概念與可動線圈型類似，但差別在於前者利用線圈互疊的方式來取代微型馬達的移動，因此被充電物的充電狀況會相對平均而完整。而美國電信業者Verizon Wireless，也推出多款支援「qi」無線充電的4G手機，像是LG、HTC與摩托羅拉等都有推出相關機種。 日本電信業者對於無線充電應用的推廣相當積極，在今年日本面臨311天災之後，許多民眾的充電器都已遺失，因此日本三大電信業者能提供的無線充電器送至災區，供災民使用。今年在日本所舉辦的CEATEC電子展，也展示一系列的無線充電產品，無線聯電科技有限公司也推出針對iPhone4與iPhone4S專用的無線充電外殼，預計2012年一月正式推出。 但光推出以被充電物為主的智慧型手機，仍然無法使市場成型，以NTT DOCOMO為例，就已推廣qi功能桌，日本現在也正在加緊部署可以進行充電的餐飲店與公共設施等，一旦基礎建設就位，距離真正的無線充電場景便近在咫尺。 資料來源: ET電子技術/作者姚嘉洋 2011/12/28 |
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