無線充電在過去的一年又有了長足的進展,既有新標準的發布,也有手機、智能家居、汽車與可穿戴設備等新品繼續普及無線充電技術,比如蘋果的MagSafe。5W至15W的無線充電基本已經成了不少智能設備的標配,而手機廠商更是一馬當先,不少專有協議也在探索更高的充電功率。
當下不同的無線充電功率造就了不通用兼容的亂象,甚至還引發了一系列安全問題。除了充電性能差之外,還有部分無線充電器采用劣質低成本的部件制成,做工較差,很可能會對接收端的設備造成永久損壞,甚至引發火災或爆炸等危害人身安全的事故。這類安全問題該如何解決,遠比一味提升功率要重要得多。
新標準的崛起
WPC于今年年初推出了Qi 1.3標準,引入了四大改變,身份鑒權、異物檢測改善和測試相關的增強,并增加了EPP5功率級。雖然目前并沒有新增對更大充電功率的支持,但在安全性、易用性和規范性方面有了大幅的提升。大功率的存在帶來了安全風險的問題,為此Qi 1.3標準引入了身份鑒權這一功能特性。
當接收設備檢測到附近發射設備的存在時,會使用短程通信協議向發射設備請求認證密鑰,接著用預定義的算法來確定發射設備的認證狀態。一旦完成鑒權,接收設備會向發射設備請求所需的充電功率,以確保安全充電。而當發射設備檢測到未經認證的設備時,根據設備廠商在設計時的策略不同,會將充電功率降低或是拒絕充電,以確保設備不會損壞。
除了控制充電功率之外,異物檢測也是無線充電安全的關鍵一環。如果不能在充電開始前與充電進行時,準確地區分異物與接受設備的話,輕則造成充電功率降低,重則會將金屬等異物加熱至不安全的溫度。為此Qi 1.3也改善了異物檢測的方法,比如在充電開始前用Q值和諧振頻率來完成檢測,改進了充電進行中功率損耗計算的判斷方式,這些改善均增加了對異物檢測的精度,以免發射端誤識別接收端內部的元件,致使充電中斷。
舊標準的淘汰
Qi 1.2版本從2015年發布以來已經度過了6個年頭,從引入15W EPP充電之后,期間經歷了一些小版本的修訂更新,進一步改善了無線充電體驗。這一標準下的無線充電設備占據了大半的市場份額,自然不會一夜之間消失,但Qi 1.3的面世,不僅定下了2022年的強制執行日期,也為舊標準定下了“大限”。Qi 1.2產品的注冊寬限最晚也只到2023年,生產寬限最晚至2027年。考慮到無論是Qi 1.3接收端與發射端設備的向下兼容均有限制,且手機等智能設備每年都在革新,舊標準的淘汰速度肯定會逐步加快。
不過身份鑒權的出現也引入了一個新的問題,那就是成本。在這個身份鑒權的過程中,必須要用到WPC認證的鑒權安全芯片,這些芯片往往來自意法半導體、恩智浦和英飛凌等廠商。這枚物理芯片的存在意味著無論是接收端還是發射端,都無法通過簡單的固件更新來完成標準的更新。據了解,這些芯片在前期的價格可能并不低,有一定幾率繼續拉高無線充電器的價格。屆時,市面上Qi 1.3與Qi 1.2的充電器必然會存在價格差距。
目前大部分廠商都已經推出了Qi 1.3的解決方案,比如恩智浦就在近日發布了首個Qi 1.3認證的汽車無線充電參考設計WCT-15WAUTO13。而其他廠商如Microchip與瑞薩等也發布了支持Qi 1.3的設計,但目前市面上可能還需要一段時間才能出現相關的產品。原因是以上廠商主要做的仍是Qi 1.3的發射器方案,相關的接收器方案還尚未推出。不僅如此,目前在Qi 1.3上需求最大的依然是汽車無線充電,汽車生產周期較長必須早做設計規劃,而且不追求所謂的專有協議,以通用型為主。
小結
無疑下一代Qi無線充電將提供更安全可靠的使用體驗,但在兼容Qi的基礎上加上專有協議仍是手機廠商的一貫做法。以快充為王的手機市場上,Qi 1.3帶來的特性更新很難掀起較大的水花。負責標準制定的WPC也需要繼續探索更大的充電功率,爭取將蘋果的MagSafe也納入其體系,擁抱專有協議的廠商也要做好額外的安全測試。
責任編輯:haq
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原文標題:無線充電功率攀升,快充與安全需兼得
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