Iphone8带动无线充电产业高飞,还需解决哪些技术难点?

来源:cetimes 作者:E 哥2017年06月01日 14:56
[导读] “ ELEXCON2017深圳国际电子展今年开始特设“无线充电专区”,邀请国内外主流技术提供商以及新创技术公司参与。从即日起,ELEXCON2017将对无线充电和市场热点持续追踪报道,敬请留意!”
“ ELEXCON2017深圳国际电子展今年开始特设“无线充电专区”,邀请国内外主流技术提供商以及新创技术公司参与。从即日起,ELEXCON2017将对无线充电和市场热点持续追踪报道,敬请留意!”

Iphone8将上无线充电,中国厂商何时跟上?

无线充电的主要优势是可将手机方便放置在充电器或桌面上,并且能够在没有杂乱电缆的情况下充电。这一点听起来可能不算什么,但是消费者一旦体验过无线充电,他们将永远不愿再回到因为插拔电缆而带来不便的时代。 随着家庭,办公室,汽车,酒店和娱乐场所的充电设备数量的增加和普及,使用者无需再顾虑电池,并且使用者数量也将持续不断地增长。反过来,这也延长了电池的使用寿命。此外,无线充电也同时带来其他好处,例如减少了连接器耗损,提高了可靠性,加强了系统的防水和防尘性能。 目前已经搭载无线充电功能的手机 无线充电曾被三星在内的手机厂商视为超越苹果的一大卖点,然而看起来目前无线充电功能并非刚需和标配。虽然看上去无线充电市场进展缓慢,但实际上经过这几年的发展,无线充电正处于一个高速发展的阶段。有业内人士预计,到2017年底,全球一半以上的智能手机将配备无线充电功能,无线充电成为行业的标配会在2020年。根据调研机构IHS的预计,2016年已经有超过25款智能手机、20款智能手表、200种充电板、150种智能手机壳和50款车型实现了无线充电功能。所以笔者认为,现阶段无线电源技术已经跨越初期应用技术鸿沟,预计在不久的将来普及率会继续增长。 从今年开始,iphone8将搭载无线充的消息开始越传越真,有传闻称苹果将采用博通的无线充电模组。“我们不方便评价苹果的事情,我只能说苹果的确已经加入WPC联盟。”WPC无线充电联盟主席Menno Treffers表示。他同时表示,2017年将有3.25亿部无线充电产品,其中3亿部为移动手机。同时将有7500万无线手机充电设备。到2020年无线充电手机将达到10亿部,2025年达到20亿部,2021年充电设备也将达到5亿的量级。所有的家用充电设备都可支持qi标准,据统计已有400多种充电产品推出,目前的市场规模在每年6000-8000万,潜在的市场达到5亿。其中汽车无线充电是另一大市场,目前已经有66款汽车支持qi无线充电。 近日,作为WPC联盟最高级别成员之一的苹果也参加了在深圳举行的WPC全球无线充电联盟大会,从某种意义上来说iphone8加入无线充电的信息已得到证明。包括华为、OPPO、VIVO、金立、努比亚、魅族、TCL在内的国产手机厂商都对无线充电表现出来强烈的兴趣。 由于今年手机采用全面屏+光学式指纹识别+3D曲面玻璃逐渐成为潮流,无线充电技术将很好的满足全面屏手机对于外观设计以及信号屏蔽等方面的需求。此外,随着未来5G通信技术对于手机功耗需求的增加,手机续航将成为一个大问题。目前业内出现的所谓“共享充电宝”的概念就试图从共享经济的角度来解决手机续航的问题,而显然基于无线充电的共享商业模式将更具价值和前景。 对于手机业来说,苹果依然具有技术风向标的作用,因此苹果采用无线充电技术,将对整个手机产业包括各中国手机品牌产生巨大影响。随着苹果新一代手机搭配无线充电功能,将会有更多的公共设施铺设无线充电底座。中国市场又拥有无可比拟的发展基因,例如互联网、共享经济模式、资本运作模式,甚至超过国外市场。应用场景多,消费者基数大,爆发性则更强。当然,预计到国内手机厂商跟进无线充电在设计周期上要一年到一年半的时间,进行设计、试产、验证。整体来看,手机无线充电的爆发时间点将会出现在2017年底到2018年。

标准之争,影响无线充电用户体验的主要技术难点?

影响无线充电普及的原因除了缺少苹果这样级别的公司来进行市场培育外,一个重要原因就是技术还存在一定差异,导致用户体验有问题。三星从Galaxy 5开始就采用无线充电,一直未能带动市场的原因就是第一代无线充电技术还不完善,点对点充电,用户体验差。 评价一款无线充电产品的体验好坏主要有三大指标:效率、自由度和可靠性。效率意味着充电的速度,传递的能量更高;自由度,消费者使用无线充电场的体验、场景不断提高,这对线圈的设计非常重要;可靠性,例如异物检测,金属如果暴露在磁场,就会引起发热。 两个无线充电的标准之争 熟悉无线充电技术的朋友都知道,目前主流的两大无线充电技术:磁共振(Qi)以及磁感应技术(A4WP)。随后ARWP和PMA两大标准宣布合并,联盟更名为AirFuel Alliance(AirFuel)。在中高功率上,目前还没有非常稳定的应用场景,市场还不明晰;在15W以下的中小功率市场,随着苹果年初加入WPC无线充电联盟,苹果将推出的无线充电手机也会兼容Qi标准,Qi有望成为主流的行业标准。 目前市面上最主流的无线充电技术都是磁感应,绝大部分产品与WPC(Qi)标准兼容。高效率、高性价比的解决方案使得Qi在应用领域的竞争中成为明显的赢家。相对而言,磁共振确实在空间和放置自由度方面有更大优势,但仍因效率差,EMI和更高的发送器成本而受阻。因此,与磁感应相比,磁共振迄今为止部署的基础设施也明显比较少。 从第一代到第三代无线充电芯片 由于未来的技术路线目前还不算特别明朗,因此目前各大无线充电芯片厂商倾向于采用多模产品来满足所有标准。易冲无线首席执行官潘思铭就表示,第一代无线充电以单模qi为主,在配件市场流行很长一段时间;第二代无线充电有所进步,双模并只支持点对点的模式,但充电自由度有局限性;第三代无线充电芯片将更大程度提升自由度体验。易充无线的芯片架构整流桥由可运行在高频的低Rdson的N-FEF组成,稳压器为buck,可灵活控制外接电路,并可外接BLE模块,充电自由度将大大提高。此外第三代无线充电芯片的成本可以做到更低,例如过去需80个线圈而今天只需要10个线圈达到同样的效果,成本可以做到100元以下。 此外,随着手机的功能越来越多,电池容量越来越大,手机的主板却越来越小,在尽量不改动现有手机内部结构的同时还要把无线充电电路集成到手机主板PCB上对于设计提出了挑战。这个时候就需要从粉末、基础原材料到线圈扁平线等通过各种研发降低整体线圈模组的厚度。易冲无线和顺络电子合作研发的MQPRF扁平线圈,在同等功率下,减少了基材占据的厚度,而且漆包线皮膜相对FPC线圈的覆盖膜更薄,线圈的传输效率更高,可以做到0.23mm左右,厚度远小于同行的0.3mm,同时可提供定制化需求,并具有良好的热管理性能。未来这个值有进一步下降空间,据悉可下探到0.2 mm。这对于越做越薄的智能手机导入无线充电模组大有帮助。 不管是有线充电还是无线充电,在充电过程中手机都会发热,在大功率快充时手机发热更甚,因此,在无线充电的过程中手机必须要有优秀的热管理。而目前,大多数热管理实现方式是当IC达到过温保护点后就会停止工作,待IC温度降到安全工作温度后再重新工作,这样会使得充电时间大大延长,也降低了用户体验。 另外,要做到在无线充电的同时不影响到手机的其他功能,还需要无线充电与手机的其他模块并存工作。如手机在无线充电的过程中,用户同时也在手机上看电影,用户肯定不想看到无线充电会对LCD屏幕造成影响(出现条纹或屏幕触摸失效);又比如手机在无线充电的同时进行免提通话,用户肯定不想听到的语音是断续的。为了防止出现上述情况,不仅仅需要优秀的无线充电电路设计,还需要有优秀的手机结构设计、线圈设计、电磁兼容设计和可靠性测试。

共享充电?未来无线充电的新应用场景?

目前,主要的无线充电应用是手机和智能手表的充电。笔者认为,无线充电未来的应用空间想象将会很大。例如共享充电模式,是智能手机除了本身能够被无线充电,更能够充当双向电源。这种新颖的概念允许智能手机用户从手机“借”一些电来对其智能手表或附件进行充电。因此未来的无线充电将支持手机和手机只见互相充电。 此外,汽车市场提供了与其他无线技术相结合的理想应用,并为用户提供了完整无线的体验。想象一下当进入你的车:把你的手机放在驾驶员和乘客座位之间的充电板上。手机开始使用Qi无线充电进行充电,并且允许汽车识别用户。座椅位置和镜子根据您的预设偏好进行调整。然后手机通过wifi(或其他)联网,开始播放您喜欢的音乐,加载您的联系人列表,并导航到您的下一个目的地。这是一个无线电源传输与无线数据传输相结合的完整无线体验。 未来,我们将会在家庭、办公室(通常嵌入家具或电子设备中)、汽车、餐厅和公共场所以及公共交通工具中看到无线充电发送设备的增长。从无线充电技术本身来看,未来进一步提升传输功率、缩短充电时间同时降低传输温度和更高的自由度将成为趋势。 关于ELEXCON2017深圳国际电子展暨嵌入式系统展:作为华南地区规模最大的专业电子和嵌入式技术展,ELEXCON2017将于2017年12月21-23日在深圳会展中心举行。从元件到系统,从设计到制造,ELEXCON2017将汇聚超过800家重要供应商提供的最新技术和产品,覆盖的热点涵盖:嵌入式、物联网、电力电子、人机交互与生物识别、无线充电、医疗电子、传感器、电动汽车、智能制造等。更多详情,请登陆:www.elexcon.com

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