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蘋果新專利能否在無線充電市場掀起新的活力?

最近有消息稱蘋果申請了專利。未來的iPhone機型不僅可以允許其他設備無限充電,而且不需要背靠背充電。

也就是說,在無線充電時,感應電流可以直接通過前面的顯示屏,不需要在背面反轉手機。蘋果全新的無限充電方式無疑會給無線充電的未來帶來壹場新的風暴。

而無線充電本身就是壹場風暴。

科技的發展讓我們離“束縛”越來越遠。對於各類電子產品來說,有線充電器是其最重要的配件,但是充電線的瘋狂纏繞讓我們感覺在便利的時代失去了自由。

在這種情況下,無線充電應運而生。

現在我們給便攜設備充電的時候,常用的方法還是用充電器通過電源線供電。而無線充電技術不需要使用連接器、金屬觸點等介質,只需要放在充電底座上就可以充電。無線充電不需要常規的充電器和電源線,可以提高設備的防水性和可靠性,不存在連接器不良的情況。同時,無線充電設備具有標準規格,壹個供電設備可用於多種終端。

從技術分類上,無線充電可以分為電磁感應無線充電、電磁諧振無線充電和射頻(RF)無線充電三大類。

目前比較流行的無線充電是電磁感應充電,市面上大部分支持無線充電的手機和耳機基本都采用這種方式。電磁感應充電的原理並不復雜:電流通過線圈,線圈產生磁場,磁場在附近的線圈上產生感應電動勢產生電流。這種充電方式的充電轉化率通常在70%以上,成本較低,因此推廣較快。但充電時,充電器和被充電設備都必須有線圈,而且兩者的線圈必須對齊,在觸碰下能正常工作。

為了解決上述問題,出現了電磁諧振無線充電技術。其原理是發射機與接收機以相同的諧振頻率相遇,利用諧振效應傳輸電能。可以像電磁感應充電壹樣不用對準線圈的位置就可以充電,而且可以在更大的範圍內(約10cm)充電,但其缺點是充電效率低,距離越遠,傳輸功率越大,損耗越大。

實際上,上述兩種無線充電技術在本質上並不是真正的“無線”,設備需要與充電底座保持壹定距離才能實現電力傳輸。

為了實現真正的無線充電,無線射頻技術應運而生。這種新型的遠距離充電技術通過發射器的天線輻射出無線電波,接收裝置接收無線電波攜帶的能量,完成“遠距離充電”。這種收費方式覆蓋的範圍比前兩種技術要廣得多。

目前手機無線充電使用的電磁感應技術比較有限,但由於技術難度低,成本低,被廠商廣泛使用。但是由於這種技術的壹些明顯的局限性,手機無線充電並不是特別普及,有線充電仍然占據了絕大多數的充電方式。

電磁感應無線充電的短板有很多:充電時線圈需要對齊,充電距離要求近,可充電設備數量少。這三個缺點限制了電磁感應無線充電的發展。

關於充電線圈的對齊,實驗表明,如果設備沒有磁引力,就無法自動將充電的無線充電器與手機對齊。即使手機和無線充電器仔細對準線圈位置,在電-磁-磁-電轉換過程中,無線充電也比有線充電多耗電39%。因為這部分電能實際上並沒有充到手機的電池裏,相當於被簡單的浪費掉了。

當真正成熟、低成本的電磁諧振、射頻無線充電器出現時,無線充電才能真正實現大家想象的遠高於插電式充電的便利性。或許在消費電子領域,無線充電技術會從現有的電磁感應無線充電直接過渡到空氣充電。從有限無線到真正無線。

為了解決無線充電可能存在的能量損耗和速度慢的問題,無線充電的功率也隨之增大。從最初的5W到後來的30W,2021年,很多芯片和終端廠商都推出了40W和50W的無線充電產品。

無線充電解決方案主要由接收端和發射端組成。發射端與電源連接,負責發送電能,無線發射線圈負責將能量發送出去;接收端壹般安裝在電子產品上,負責接收電能。壹般來說,在無線充電解決方案中,接收端的芯片和系統集成設計利潤更高,技術壁壘相對較高。

瑞薩最新60W無線充電接收芯片

2021 1 10月,瑞薩電子推出全球首款60W功率的無線電源接收器P9418,可為智能手機、便攜式電腦、筆記本設備打造更快速的無線充電。P9418無線功率接收器采用瑞薩獨有的WattShare技術,可在單個芯片中提供高達60W的功率,集成度高。它屬於單芯片無線功率接收器/發射器IC,可以配置為通過磁感應發送或接收交流功率信號。

50W無線充電解決方案

ST也是無線充電領域的重要玩家。2020年6月165438+10月,ST推出最新壹代Qi無線超級快充芯片STWLC88。新品輸出功率高達50W,可滿足消費者無需插電即可快速為手機、平板、筆記本電腦等個人電子產品供電的需求,在安全性和充電速度上堪比有線充電。在手機無線充電的應用上,新壹代50W無線充電IC的充電速度是上壹代的兩倍。

Volta半導體大功率無線充電芯片

其實在大功率無線充電方面,國內芯片廠商也在發力。在無線充電芯片領域,沃達豐半導體推出了NU1619(40W)和Nu119A (50W)的接收器芯片,以及NU1513(45W)和Nu1025(。

小米11的無線充電接收器方案選用芯片NU1619。

2021,11年10月,沃達豐半導體推出了其第三代無線充電SOC芯片NU1708,這是壹款支持5~30W無線充電的全集成發射芯片,結合了傳統的第壹代和第二代MCU芯片以及電源全橋兩種芯片,並將外圍元器件從70個左右減少到20個左右。

南芯半導體推出大功率TRX雙向無線充電芯片。

南新半導體還繼續增加其在無線充電發射器和接收器方面的R&D投資。2021、10年,南芯推出兩款重磅產品:第三代發射機15W SOC芯片SC9608和首款大功率50W RX接收機芯片SC9621。

TX SOC芯片SC9608憑借其高集成度,壹經推出就受到了眾多客戶的追捧,並已在多家客戶投入試產。RX SOC芯片SC9621的推出,也標誌著南芯的無線充電布局進壹步拓寬,從發射機配件市場正式進軍手機市場,為手機廠商提供了更具競爭力的產品選擇。

應用場景的無限性帶動了無線充電向汽車領域的滲透,車載無線充電也破土動工。車載無線充電也擺脫了充電線的束縛,提高了便利性和行車安全性。目前,許多國內外廠商都推出了針對汽車應用的無線充電解決方案。

恩智浦車載無線充電芯片

恩智浦車載多設備無線充電方案提供三款主控芯片,分別是MWCT 22 C3 a/MWCT 20 c3a/MWCT 2013A,是恩智浦第二代無線充電發射芯片。與上壹代芯片相比,他們主要是優化了芯片的外圍電路和傳導損耗,支持兩個隔離通道,只需要壹個芯片就可以為壹個終端上的兩個無線接收設備充電,既減少了BOM成本,又降低了成本。

Vda半導體車輛儀表變送器智能控制芯片

2021 65438+2月,沃達豐半導體兩款用於無線充電和發射的智能全橋芯片NU8015Q和NU8040Q通過車規認證。兩款芯片均為無線充電發射器智能控制芯片,芯片內部集成全橋MOS晶體管和驅動器,其中NU8015Q支持最高15W的無線充電輸出,支持4V-21V的電源電壓範圍。NU8040Q支持40W無線充電輸出,4V-21V電源電壓範圍和-40至105環境溫度範圍。

億充半導體為比亞迪和華為聯合推出的快充技術提供解決方案。

在汽車領域,易充半導體還為比亞迪和華為聯合推出的50W超級無線快充技術提供了壹整套解決方案。2012年,億充半導體研發出全球首個車載無線充電方案,在豐田四款車型上成功量產,並持續出貨至今。此次推出的50W無線充電車載前置解決方案,是在第壹代產品經驗的基礎上,基於1000多萬片IC的量產出貨開發的車標芯片CPSQ8100。CPSQ8100專為無線充電系統設計,集成了所有低功耗部分,包括無線充電協議、MOS驅動電路、Q值檢測和解調電路。

無線充電時代的風暴早早來襲,國內外芯片廠商也積極布局,看準了無線充電的無線化、無限化發展趨勢,毅然決然地走在了自己的道路上。相信在這場風暴中,他們也能描繪出無線充電時代的藍圖。