中功率磁共振無線充電商用腳步加快。線圈(Coil)設計是實現15瓦以上中功率磁共振無線充電系統的關鍵,因此晶片商、模組廠正聯手改良線圈機構及電氣特性,並已發展出LC共振電路結合鐵氧體(Ferrite)的新型對位架構,以及可提高相對導磁率(μ)的乾式燒結製程,從而克服磁共振無線充電線圈對位及傳輸損耗兩大商用桎梏。
高創科技行銷經理王世偉表示,無線充電性能與發射器(Tx)、接收器(Rx)損耗,以及線圈耦合效率息息相關。隨著無線充電持續朝更高功率供電形式發展,製造商對整體系統轉換效率的要求也日益嚴格;其中,線圈模組對效率更是影響甚鉅,因而刺激業界加緊改良線圈成型、燒結和研磨等製程,同時搭配半導體和材料技術以克服模組厚度、對位、溫度等挑戰。
自2012年開始,無線充電聯盟(WPC)以Qi磁感應標準,一馬當先打開行動裝置無線充電市場;然而,2014~2015年產業風向已逐漸轉變,更加聚焦於可一對多充電,且功率達15~20瓦以上的磁共振方案,進而牽動標準、晶片和線圈設計轉變。
王世偉強調,由小功率提升至中功率,首要克服的就是線圈磁材鐵損耗、銅線損耗挑戰,否則因轉換效能低而產生大量熱源,不僅增添安全疑慮也重重影響使用體驗,反倒形成無線充電普及的阻力。對此,A4WP已定義良好的線圈設計,其彈性導磁率(µ’)與黏性導磁率(µ”)比率須超過八十倍,從而提高相對導磁率(µ);而高創科技正積極導入乾式燒結製程,以突破傳統溼式燒結法難以有效提升相對導磁率的桎梏。
不過,王世偉坦言,目前乾式燒結須增加一道研磨工序才能降低厚度,且有易產生曲翹(變型)的問題,所以高創將持續投注研發資源,並與系統業者共同研發,以推升製程良率。
與此同時,發射器和接收器的對位也是磁共振無線充電的一大設計關鍵。王世偉指出,常見的對位方式包括機構、磁吸、感測式三種,分別有使用性受限、磁干擾或額外增加元件(如光敏電阻)成本等缺點,因此該公司提出獨特設計架構,將LC共振電路結合Ferrite,藉由線圈感值變化實現對位提示功能,即可避免上述負面影響,促進中功率磁共振無線充電加速商用。