近兩年,越來越多的手機(jī)支持無線充電,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),現(xiàn)在市面上約有150種型號(hào)的手機(jī)支持無線充電,其中無線快充更是容易受到消費(fèi)者青睞,像華為的Mate20系列充電功率可達(dá)15W,小米9、三星S10系列更是達(dá)到了20W。
盡管如此,無線充電目前的市場(chǎng)規(guī)模仍然很小,不過隨著消費(fèi)電子、移動(dòng)終端開始迅速普及,未來新能源汽車市場(chǎng)的加入,無線充電市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),據(jù)Allied Market Research的研究數(shù)據(jù)顯示,未來8年無線充電市場(chǎng)的復(fù)合增長(zhǎng)(CAGR)將會(huì)達(dá)38.7%。
無線充電使用起來很容易,但是它是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?對(duì)于無線充電芯片和方案,你又知道多少,目前無線充電市場(chǎng)又存在哪些問題?下面我們一一解答。
如何實(shí)現(xiàn)無線充電?
無線充電技術(shù)源于無線電能傳輸技術(shù),可以分為小功率無線充電和大功率無線充電兩種。小功率無線充電以電磁感應(yīng)技術(shù)為主,多用在消費(fèi)電子領(lǐng)域,大功率無線充電以磁共振技術(shù)為主,多用在汽車領(lǐng)域。
無線充電產(chǎn)品分為發(fā)射端模組和接收端模組兩部分。發(fā)射端Tx對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品就是無線充電的充電器,接收端Rx對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品如智能手機(jī)、智能手表等。感應(yīng)充電和電磁諧振兩這種無線充電技術(shù)雖然物理機(jī)制不同,但技術(shù)內(nèi)容和價(jià)值鏈非常相似,都由逆變器、整流器、驅(qū)動(dòng)器、降壓轉(zhuǎn)換器和線圈組成,大多數(shù)業(yè)內(nèi)廠商都在同時(shí)開發(fā)這兩種技術(shù)的產(chǎn)品。
因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)技術(shù)相對(duì)容易實(shí)現(xiàn),同時(shí)充電效率較高,在無線充電推廣初期是主要應(yīng)用方式,目前手機(jī)中采用的無線充電技術(shù)也主要是電磁感應(yīng)技術(shù)。
電磁感應(yīng)技術(shù),由兩個(gè)線圈組成,在初級(jí)線圈上接入交流電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),次級(jí)線圈由于有交變磁場(chǎng)的存在而感應(yīng)出交變的電流。由電—磁—電轉(zhuǎn)化,以此構(gòu)建一套無線電能傳輸系統(tǒng)。電磁感應(yīng)方式的磁場(chǎng)隨著距離的增加快速減弱,一般只能在數(shù)毫米至10厘米的范圍內(nèi)工作,因此傳輸距離短、使用位置相對(duì)固定,但是能量效率較高、技術(shù)簡(jiǎn)單。
電磁共振方式是發(fā)射端和接收端達(dá)到相同的頻率,達(dá)到磁場(chǎng)共振,滿足能量交換,以此來給設(shè)備充電。
電磁共振方式相比電磁感應(yīng)方式最大的優(yōu)勢(shì)在于在距離具有更高寬容度,可以支持?jǐn)?shù)厘米至數(shù)米的無線充電;并且電磁共振方式還可以同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電,并且對(duì)設(shè)備的位置并沒有嚴(yán)格的限制,使用靈活度在各項(xiàng)技術(shù)中居于榜首,未來無線充電的重點(diǎn)發(fā)展方向。該技術(shù)的主要缺陷在于在傳輸效率較低。
學(xué)過物理的同學(xué),對(duì)于上述的電磁感應(yīng)和點(diǎn)磁共振應(yīng)該有所了解。除了正常的充電器給設(shè)備充電之外,華為Mate20Pro、三星S10+還可支持方向充電,反向無線充電功能需要手機(jī)內(nèi)置一顆同時(shí)具備RX(接收)和TX(發(fā)射)功能的芯片,既可以控制無線充電,又可以控制無線輸出。
普通無線充電的手機(jī)只具備RX(接收),所以只能被充電,而具備TX(發(fā)射)的話就如同是一臺(tái)無線充電器一樣,可以給具備無線充電功能的手機(jī)等設(shè)備進(jìn)行無線充電。
無線充電離不開芯片
電源芯片是無線充電產(chǎn)品的重要組成部分,主要包括發(fā)射端Tx芯片和接收端Rx芯片,目前可以提供無線充電芯片的廠家包括高通、博通、TI、IDT、NXP、MTK、紫光國(guó)芯等等。
IDT在無線充電芯片上處于領(lǐng)先位置,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于三星、華為、小米、索尼等主流智能手機(jī)品牌上。拿三星舉例,三星的無線充電接收和發(fā)射端都是采用IDT的芯片和方案,三星早在2012年發(fā)布的GalaxyNote2上就已經(jīng)開始在手機(jī)上做無線充電布局(用戶購(gòu)買無線配件替換后殼即可享有無線充電功能),目前S10系列支持最大無線充電功率已經(jīng)到達(dá)20W。
NXP在無線充電領(lǐng)域的也有多種解決方案,包括車載無線充電解決方案、消費(fèi)電子和工業(yè)無線充電解決方案,據(jù)了解,目前市面上大部分汽車都是使用恩智浦的無線充電方案。在6月14日的無線充電論壇上,恩智浦半導(dǎo)體無線充電全球產(chǎn)品經(jīng)理王廣寧重點(diǎn)介紹了WCT-15WTXAUTOS,15W無線充電發(fā)射器解決方案。
圖 恩智浦WCT-15WTXAUTOS,15W無線充電發(fā)射器解決方案
同是在6月14日的無線充電論壇上,紫光國(guó)芯也帶來了20W的無線快充解決方案,包括無線快充接收芯片THP9330和無線快充發(fā)射模組THP9410T-EVK。紫光國(guó)芯高級(jí)業(yè)務(wù)總裁尹東輝先生強(qiáng)調(diào),目前能夠做無線快充方案可以做到20W的公司屈指可數(shù),紫光國(guó)芯就是其中一家。
目前,無線充電雖然發(fā)展迅速,但是卻還存在一些問題,比如同質(zhì)化嚴(yán)重,業(yè)內(nèi)同行都需要尋求新的突破口,尋找差異化。
無線充電產(chǎn)品切忌打價(jià)格戰(zhàn)
因?yàn)橥|(zhì)化嚴(yán)重,所以很多產(chǎn)品只能靠低價(jià)搶市場(chǎng)。在6月14日的無線充電高峰論壇上,恩智浦半導(dǎo)體無線充電全球產(chǎn)品經(jīng)理王廣寧表示,傳統(tǒng)的無線充電很簡(jiǎn)單,就是一個(gè)發(fā)射端和一個(gè)接收端,現(xiàn)在新型的無線充電產(chǎn)品,也就是把原來離散性的產(chǎn)品,變成集成度很高的產(chǎn)品,因?yàn)殡y度不高,所以很多人都可以去做,最后出現(xiàn)的產(chǎn)品都相似,市場(chǎng)就只能拼價(jià)格,誰價(jià)格低,就買誰的。
王廣寧還舉了一個(gè)例子,有一家初創(chuàng)公司,開始預(yù)計(jì)整個(gè)PCBA的BOM是兩個(gè)美金,然而市場(chǎng)上的價(jià)格變化特別快,剛做三周之后,市場(chǎng)價(jià)格就從2美金變成1.6美金,再過三周,便降到了1.4美金。王廣寧認(rèn)為,像這種沒有差異化的產(chǎn)品,只能打價(jià)格戰(zhàn),很不利于市場(chǎng)整個(gè)生態(tài)的向積極的方向發(fā)展。
目前多數(shù)無線充電只能給一個(gè)設(shè)備充電,并且,充電設(shè)備還需要小心的在充電器上放置好,用戶體檢還有很大的改善空間,這些都是做出差異化產(chǎn)品的重要方向。恩智浦一款多渠道解決方案,這個(gè)方案可以讓用戶同時(shí)給三部設(shè)備充電。
不過,該方案在實(shí)驗(yàn)室里已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn),不過如果要用到實(shí)際場(chǎng)景,比如消費(fèi)、汽車和工業(yè)里面,還有很多問題需要思考,比如兩個(gè)充電通道該怎么配合等等。該方案有十幾個(gè)線圈,最高輸出功率可達(dá)15W。
圖 恩智浦多線圈解決方案,可同時(shí)為三部設(shè)備充電
除了同時(shí)給多個(gè)設(shè)備充電之外,無線充電還有很多可以優(yōu)化的方向,比如上面提到的反向充電,在會(huì)議室里,大家的手機(jī)可以給房間里的大設(shè)備緩慢充電,比如移動(dòng)的時(shí)候也可以充電,無線鼠標(biāo)在使用的過程中充電等等。
總結(jié)
無線充電目前主要還是應(yīng)用在手機(jī)、可穿戴手表上,并且正在逐步向平板電腦、筆記本電腦等滲透,未來充電的應(yīng)用場(chǎng)景還可以推廣到辦公室、會(huì)議室、咖啡店、餐廳等公共場(chǎng)所和汽車、火車、飛機(jī)等交通工具中,提供無線充電發(fā)射端的場(chǎng)景也會(huì)更加廣泛,將更大地提供便利性。
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