是無線供電技術。現如今平板電腦和智能手機等移動設備的數據傳輸,采用無線方式已經變得司空見慣。然而在電力傳輸方面,主要通過以AC/DC適配器為主的充電器等有線方式進行,例如USB充電等。無線供電技術之所以備受矚目,是因為使用該技術給移動設備充電時不再需要使用電源線,這非常有助于提高設備連接器的安全性、防水性以及防塵性,不僅如此,由于使用一臺供電設備可以給各種各樣的設備供電,從而可以告別一臺設備配一個充電器的時代,由此可以減少充電器的數量,這將非常有助于環境保護。
-我想蘋果公司已經宣布支持無線充電。另外,我們也能感覺到無線充電用的可選設備也正在增多。
如今,為了推廣無線供電,相關業界團體正在致力于國際化標準的制定。以歐美國家為中心,無線供電已經應用于智能手機,同時在賓館、機場候機廳、快餐店、汽車等公共設施領域的應用也日益普及。
-我認為共享1臺供電裝置這點會成為標準化規定的,那么請問都有哪些標準呢?
目前主要的標準是由兩個團體組織制定的3個標準。最早頒布的是“Qi”國際標準,是由WPC(Wireless Power Consortium)這個組織制定并推行的標準。Qi發音為“氣”。另外兩個標準是由AirFuel Alliance這個組織制定的。實際上,AirFuel是由PMA、Power Matters Alliance、A4WP及Alliance for Wireless Power合并而成的聯盟組織。目前正在推廣兩個不同的標準,即原PMA標準、現在的AirFuel Inductive電磁感應標準和原Rezence標準、現在的AirFuel Resonant磁共振標準。另外,現在很多場合也使用舊標準名稱,所以稍微有些混亂。
順便提一下,關于您剛才提到的蘋果公司的情況,還有很多信息是不確定的,比如iPhone8支持Qi標準。與此同時,相關元器件、設備制造商及服務商應該滿足哪個標準還處于不確定階段,標準方面也還在朝提高功率方向制定中。就ROHM而言,ROHM已經成為WPC的正式成員,從WPC的Qi標準制定階段開始就參與其中,并正在率先推動結合市場需求的產品開發。
-ROHM都有哪些產品呢?
目前無線供電控制IC有接收端(終端)的BD57011AGWL、BD57015GWL和發射端(供電端)的BD57020MWV、BD57021MWV。這些產品均滿足WPC Qi Ver.1.2標準。
另外,配置這些IC的參考板也已開始銷售。發射端的BD57020MWV-EVK-001和接收端的BD57015GWL-EVK-001是截至2016年3月業界最早取得WPC Qi標準中等功率Qi認證的參考板。
-那么接下來請您具體介紹一下無線供電控制IC。
首先來看一下現有的產品陣容和產品所支持的標準。這樣會更容易理解接下來的內容。
機型名稱 | 功能 | 支持標準 | 最大輸出功率 |
---|---|---|---|
BD57011AGWL | 接收端 | WPC Qi標準 Ver1.2(BPP) | 5W |
BD57021MWV | 發射端 | WPC Qi標準 Ver1.2(BPP)、原PMA標準 | |
BD57015GWL | 接收端 | WPC Qi標準 Ver1.2(BPP、EPP) | 15W |
BD57020MWV | 發射端 | WPC Qi標準 Ver1.2(BPP、EPP) |
所支持的標準版本都是最新版本。BPP是Baseline Power Profile的簡稱,也被稱為“低功率標準”,是5W以下的標準。EPP是Extended Power Profile的簡稱,是15W以下中等功率的標準。BD57015GWL和BD57020MWV同時滿足了低功率和中等功率兩種標準的要求。
-這么說來,ROHM是擁有支持5W以下和支持15W以下的接收端/發射端的產品陣容是嗎?
是的。在這里介紹一下其中滿足WPC Qi標準中等功率(EPP)標準的芯片組BD57015GWL和BD57020MWV。
該芯片組不僅滿足5W的低功率標準,還滿足3倍高的15W中等功率標準,實現了與有線同等的充電功率。不僅支持智能手機充電,還支持平板電腦等10W級應用的無線充電。右圖是BD57015GWL和BD57020MWV的系統構成示意圖。電力通過電磁感應從發射端輸送到接收端。基本上與變壓器的原理相同。
-關于接收端的BD57015GWL,方框圖的數據包(Packet)生成電路處寫著不僅支持Qi標準,還支持PMA標準。前面的表格中也是這樣的,能給我們具體說明一下嗎?
BD57015GWL還支持PMA標準,也就是現在的AirFuel Inductive標準,配置雙模通信功能,已實現WPC Qi中等功率和5W的PMA之間自動切換。這樣就實現了無論使用哪種標準的充電器都可以充電的終端。
-發射端的構成中,除BD57020MWV外,還需要微控制器和驅動電路是嗎?
是的。微控制器作為控制器是必要部件。這款微控制器是ROHM集團旗下藍碧石半導體的ML610Q772,為了使配套產品滿足Qi標準要求,出廠前就已預裝了固件。寫著“驅動電路”的部分,是由MOSFET組成的半橋或全橋的電源電路,是用來驅動線圈的電路。MOSFET的柵極驅動由BD57020MWV進行。
-還有其他的特點嗎?
還配置了異物檢測功能FOD(Foreign Object Detection)。發射器和接收器之間如果有回形針等金屬物體,可能會因金屬發熱導致外殼變形或灼傷。為了提高安全性能,Qi標準中要求必須配置FOD功能。另外,產品中還內置了過電壓保護、過電流保護、過熱保護、防止低電壓誤動作等保護電路。
-明白了。接下來請您介紹一下參考板。
參考板有兩種,即發射端的BD57020MWV-EVK-001和接收端的BD57015GWL-EVK-001,通過參考板的名稱應該就能想象出分別是由BD57020MWV和BD57015GWL組成的。參考板已經取得了WPC Qi中等功率的Qi標準認證,因此與其他已經取得Qi認證的產品是兼容的。使用這些參考板,可以進行各種試驗和驗證。
關于參考板的更詳細信息和參考設計的相關信息,官網中有詳細介紹,歡迎點擊查閱。另外,參考板還可通過網售平臺購買。
-最后請您總結一下,謝謝。
無線供電由于不再需要電源線,具有可消除連接器相關問題的優點,同時,由于一臺供電裝置可用于各種設備,從可減少充電器數量的角度看,還非常有助于降低環境負荷。另外,隨著標準的擴展,充電功率越來越大,已經從5W級的智能手機級別發展到10W級的平板電腦級別,預計充電功率還會進一步提高。這種擴展使更多設備的無線充電成為可能,有望進一步降低環境負荷。
右圖表示WPC Qi標準的擴展和ROHM的開發路線圖。ROHM積極加入標準組織等,提前捕捉未來市場走勢,推動開發滿足客戶需求、且節能、環保的產品,為解決全球共同面臨的課題而貢獻力量。
審核編輯黃宇
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