催生中高功率無線充電 主控IC演算成關鍵

作者: 蘇宇庭
2014 年 05 月 30 日

為了讓無線充電的市場吸引力能與有線充電方案相匹敵,三大標準陣營及各個無線充電技術開發商,正致力於將無線充電的傳輸、接收功率往上提升;不過,無線充電模組接收端(Rx)的設計挑戰一日不除,中高功率無線充電應用就永遠無法成熟,而其中的關鍵因素,就在於主控IC的核心演算法。


UL檢測事業部亞太區事業發展經理陳立閔表示,目前無線充電市場中三大陣營–WPC、A4WP、PMA,不斷透過各種方式以擴大自己的勢力範疇,期能成為最終一統江湖的霸主;不過事實上,三大陣營最大的敵手並非彼此,而是有線充電,因此無線充電標準陣營及所有的無線充電技術開發商,最須突破的是要如何提高無線充電的傳輸、接收功率。


陳立閔進一步解釋,無線充電方案雖無法完全替代有線充電方案,但技術開發仍須跟上有線充電市場技術演進的速度,免得最終導致無線充電市場需求消失殆盡;像是行動裝置快速充電(Quick Charge)方案的興起,及通用序列匯流排(USB)等高速傳輸介面標準正不斷提升充電效率,在在成為無線充電方案的潛在威脅,因此無線充電技術往中高功率發展已迫在眉睫。


事實上,無線充電標準陣營正積極將傳輸、接收功率提升至15~30瓦(W)。陳立閔指出,中高功率無線充電技術對發射端(Tx)而言並非難事,因發射端只須不斷傳送電力即可,最關鍵的是接收端的模組設計;由於接收端模組周圍常伴隨著待充裝置內部的其他元件,因此要如何克服電磁相容(EMC)問題就成了中高功率無線充電技術發展的最大困境。


富達通無線充電事業部經理詹其哲認為,要克服EMC等中高功率無線充電技術的開發挑戰,其核心關鍵就在於主控IC的設計。有鑑於此,富達通已經開發多項專利技術,以強化主控IC的控制演算法,並改善Qi標準目前存在的技術漏洞,成功突破中高功率無線充電的設計桎梏。


以Qi的PID演算法為例,其發射、接收模組最重要的參數係來自接收端的資料封包,為避免系統因某些因素導致資料傳送失敗,而讓整個PID迴路失效無法運作,Qi標準係透過軟體控制演算法來解決此問題;不過,軟體演算若沒有控制好,當系統欲將傳輸頻率降低以提高傳輸功率時,容易跨過諧振點,屆時即使將頻率降低,傳輸功率仍會開始往下掉,無法滿足中高功率的傳輸需求。


詹其哲表示,為了解決此一技術問題,富達通已開發出「感應式電源中自動調節之方法」專利,以強化PID的演算模式;此外,該公司亦透過「可變功率系統」、「感應線圈位移修正」等專利技術強化主控IC的核心設計,讓接收端可依需求自動調整輸出功率,並可自動偵測感應距離進行功率控制,一一破解中高功率無線充電的技術關卡。

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