無線充電技術相繼導入重點產品 應用逐步到位

LG針對其對應支援Qi無線充電技術智慧型手機開發的無線充電基座，充電座體積相當小巧。LG

行動應用裝置除持續朝高效能、低功耗方向發展外，另一個較困擾的問題就是連接介面？充電連接器規格問題，現有無線充電(wireless charging)技術逐步到位，不只可解決不同設備的充電需求，也可達到降低能源轉換的耗損問題，讓能源使用更具效率...

在智慧型手機、平板電腦產品，持續朝更高效能、更多功能、更高整合度的方向，一直是產品設計不變的方針，但實際上當裝置功能越加越多，一如現今手機擁有更大的顯示螢幕、更多記憶體、更高外頻的處理器外，還要加上一堆動態感應器、陀螺儀、GPS訊號接收器、NFC...等多樣功能，而產品又要求輕、薄、短、小，勢必也會壓縮了裝置可以裝載的電池容量，影響其產品最終的電池續航力表現。

無線充電技術已深入生活應用

實際上無線充電也不是什麼前衛技術，因為無線充電技術最直接的優勢就是無接點即可透過磁能轉換電力進行蓄電，這對於部分需要高度三防(防水、防塵、防震)型態的產品是極佳的電力充電技術方案。像是電動牙刷、電動刮鬍刀等電子產品，早已於產品整合無線充電技術，這相對也可開發出不易漏電、延長產品使用壽命、增加充電安全的設計加值優勢。

在3C消費性電子產品中，現階段導入無線充電技術其實最大的門檻還在相關解決方案的成本問題，而對應的無線充電技術也普遍存在磁能轉換的電功率有限、無法與有線充電方案直接競爭的問題。但設備終端採行無線充電設計後，將可以有更多的產品優點加分。

因為無線充電不需連接器、設備不需開孔，沒有任何接點設計，可以讓產品設計師有更大的設計空間，對機構設計而言也可用更大膽的無開孔設計方案，至於機殼無縫隙、無接點，設備也可避免接點外露氧化，進而延長產品壽命、降低漏電危險，可以說優點多多。以智慧型手機來說，因為幾乎沒有外露接點了，只要在機殼上多花點功夫改善結構與細節，就可以完成三防(防水、防塵、防震)手機設計。

無線充電終端免外漏接點  提供外型設計更多空間

從外型設計的角度來看，新一代產品為了求個性化設計，廠商無不挖空心思開發更新穎的外殼設計，而在Apple iPhone帶起的極簡設計風潮，在新一代的智慧型手機、平板電腦也漸漸看得到這個趨勢，傳輸線的機殼開孔越來越少，透過不同業者設計的獨家傳輸連接介面卻越來越多...，如此一來不但不同設備的變壓器無法共用，也會造成使用者的困擾。

為了解決用戶充電的需求、也可進一步提供充電便利性，目前已有相當成熟的無線充電應用方案，只是不同無線充電陣營在技術規格與延伸應用取向略有不同。由於行動裝置朝向使用更簡化、外型更具設計化的方向已是主流趨勢，智慧型手機、平板電腦也可能朝全面無線化(傳輸？充電)方向演進，因此在COMPUTEX中無線充電也成為行動裝置的產品技術亮點。

WPC Qi無線充電技術能見度高

在消費性電子產品應用上，智慧型手機將是首批大量導入無線充電的應用設計，因為隨著4G/LTE行動通訊技術逐步普及，無線通訊技術的速度不再是發展技術瓶頸，接下來的產品發展趨勢，各大業者將會把產品開發焦點集中在開發更方便、直覺的產品使用形式，這也會成為行動裝置功能改善的主要趨力，無線充電技術便是讓產品變得更加便利、智慧的重點解決方案。

現有成熟的無線充電技術相當多款，分別為WPC(Wireless Power Consortium)、PMA(Power Matter Alliance)與A4WP(Alliance for Wireless Power)三大陣營，在眾陣營中以WPC、PMA兩陣營的無線充電技術在應用市場的能見度相對較高，而若是以解決方案來檢視，會是以WPC(Qi)陣營的無線充電技術解決方案對應發展的終端產品相對較普遍，在COMPUTEX中也是以Qi方案、線圈、充電基座設計方案產品為多。據WPC宣稱，從2012年至2013年採行Qi無線充電標準的智慧型手機已經增加到43款，目前全球累計已有超過2,000萬個具Qi認證的無線充電產品、終端裝置出貨。

高階智慧型手機陸續導入無線充電技術方案

現有無線充電技術多從高階產品導入，像是Nokia的Windows Phone產品，已經推出內建或是搭配擴充配件升級方式的無線充電方案，替智慧型手機提供便捷的充電應用方案。此外，Google也在Nexus 4新款產品中導入無線充電應用方案；甚至是Samsung也針對旗下高階手機提供無線充電技術整合之擴充配件，讓用戶選配自行透過配件升級無線充電功能。有大廠在高階產品的導入應用，無線充電技術也會隨著技術成熟、成本改善而逐步擴展到中？低階產品應用中。

至於無線充電的原理相當簡單，基本上就是在裝置的內部內置金屬線圈，而當裝置上的內部線圈感應到充電基座轉換的電磁波後，再經由裝置上的線圈進行磁？能轉換，將電磁波轉換成蓄電所需的電能。以 Samsung、Motorola、LG、HTC等業者組成的WPC，主要是推出Qi無線充電技術解決方案，目前也導入應用於Google Nexus 4智慧型手機的無線充電技術方案，未來極可能形成高階智慧型手機、平板電腦的充電方案首選。

仍有充電時間長、成本高問題需突破

但以Google Nexus 4手機無線充電應用觀察，該款手機所採用的Qi無線充電技術方案，必須在充電座與Nexus 4手機擺放符合要求的位置與角度，才能順利令設備順利完成磁？能轉換無線傳輸電能。若Nexus 4與對應充電座沒有擺設良好，將會造成充電效率偏低或是無法進行充電問題。此外，無線充電技術可傳遞的無線電能功率有限，充電效率也會較常規有線設計的變壓器產品略微遜色，造成充電所花的時間會較使用常規變壓器更久。

再者，除了WPC力推的Qi無線充電技術外，還有PMA(Power Matter Alliance)與A4WP(Alliance for Wireless Power)兩陣營，這三個陣營因技術核心架構的略微差異，除非設計有針對不同無線充電應用技術方案增加的共用設計，不然三個主流無線充電技術陣營的終端產品、充電基座是無法混用的。

充電基座多模共用  為下一波技術開發門檻

對於無線充電技術方案來說，發展多模共用無線充電技術將是必須面對的技術挑戰。其中，會以WPC銜接PMA無線充電技術的技術門檻較低，因為WPC與PMA技術方案的充電距離均定義在5mm極短距離，在安全性要求較容易達成，對人體的電磁影響也可因此降到極低，反觀A4WP支援的無線充電距離更遠，在發展共用多模設計的安全設計成本會增加。此外，WPC與PMA的線圈設計近似，也適合朝向多模跨系統的無線充電共用設計。

無線充電所使用的電源管理與轉換技術，相對成本低廉的有線充電器是更具能源使用效率的選擇。因為無線充電解決方案採用先進能源轉換、管理IC控制能源傳輸與轉換，充電過程除恆時監控充電過程進行、維持最高轉換效率無線傳輸轉換電磁電能，當終端設備完成充電時也可適時停止充電基座的電能使用模式，進入維持感應是否需要進行充電的低功耗狀態，都可較極低成本的AC/DC變壓器避免更多能源耗用。而無線充電基座的共用趨勢，也將有效減少多重規格充電器在廢棄時造成的資源浪費與污染問題。

新一代的無線充電技術也導入多裝置同時充電、無方向性限制的應用技術，可以讓使用者以更直覺的方式隨意將設備放置在充電基座上即可進行電能轉換蓄電，也可便於一次完成多裝置的充電進行，例如智慧型手機與藍芽耳機同時充電應用方式，就是相當便利的設計應用方式。