磁感應技術也能做遠距離無線充電？你沒有看錯，這是日前在ASPENCORE旗下《電子工程專輯》、《EDN電子技術設計》和《國際電子商情》共同舉辦的“第18屆電源管理論壇（秋季）——快充與無線充電”論壇上，微鵝電子帶來的一大亮點！相比標準的Qi只有不到1cm的充電距離，這種新技術將充電距離擴展到了3.5cm。那，你能對此想到哪些新的應用場景？這樣的技術對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又有何意義呢？EOJesmc
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微鵝電子CEO余峰帶來的議題是“消費類電子無線充電發(fā)展趨勢探討”。他指出，2008年WPC的成立可以認為是無線充電真正商業(yè)化應用的一個標志性的時間點。2012年又成立了A4WP（即Rezence，6.78MHz磁共振），雖然晚4年推出，但有很多技術優(yōu)勢。EOJesmc
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Qi標準的四大詬病
從08年開始，到現(xiàn)在10多年時間，無線充電的發(fā)展日趨向好，今年比去年好很多。回顧2012年以前，Qi存在的問題包括充電慢、發(fā)熱嚴重、TX和RX位置要對得很準、需要貼得很近等。有人拿Qi無線充電和QC快充做對比，Qi的充電速率慢很多。那么現(xiàn)在跟十年前比又有哪些變化？EOJesmc
無線充電往哪走？把價格做低而獲取競爭優(yōu)勢，是一大“中國特色”。當然這個思路合理、正確，但也是把雙刃劍。如果在把價格做低的同時能保持性能，那很好。但如果追求價格降低品質(zhì)，這個市場就會變成紅海。EOJesmc
怎么解決前面的4個問題。前2個其實都是：無線充電的速度有多快？華為的機器還沒發(fā)，但據(jù)消息，發(fā)射器可能做到20W。接收端分三部分：無線充電線圈部分、整流部分，充電管理部分。最后的部分是有線和無線充電可以共用。前面兩個部分是無線充電多出來的部分，這多出來兩個部分造成無線充電一定比有線充電損耗多、速度慢。EOJesmc
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后2個（即對準和貼合）其實最為人所詬病。為什么要做無線充電？原因是希望比有線充電帶來更好的使用體驗?？臻g自由度是我們想要轉到無線的主要原因，包括垂直自由度（距離）和平面自由度（充電面積）兩個方面。微鵝希望在空間自由度上做些工夫。EOJesmc
充電面積可以有多大？
下面是A11標準線圈的橫截面示意圖（黑色代表磁片，桔黃色代表線圈）。若發(fā)射器和接收器是中心點對中心點，即同軸，則耦合最大。EOJesmc
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如果中心點偏1cm，按最短路徑走，則磁通不需要經(jīng)過線圈耦合，所以線圈感生的電壓就低，無法充電。因此標準A11線圈充電要求偏移小于1cm。EOJesmc
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如果將發(fā)射器的線圈變大，則線圈布線區(qū)域變大，耦合系數(shù)可以變高。EOJesmc
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如果偏移更多，比如1.5cm，則磁通會打到手機金屬上，形成渦流，發(fā)熱，導致效率急劇降低。EOJesmc
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A12線圈和A11線圈相似度較高。用A12線圈可以獲取更寬充電區(qū)域，做到±15mm——在10mm以內(nèi)，效率還比較平。這樣，除了線圈不同以外，其他BOM一樣，因此成本增加不多。EOJesmc
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這樣，作為手機配件來講，擺放可以更加自由。另外，有些手機的接收線圈不在其中心位置（比如堅果R1），這就會對標準線圈帶來困擾。車載應用，則會有夾子把手機拖住，手機尺寸不一，其中心點也就略有差異。當然，也可以用多線圈的方法來解決。EOJesmc
充電距離可以有多遠？
上面是水平面積上的拓展。下面看充電距離。EOJesmc
這個問題更難。如果要緊密貼合在一起，那和有線充電器又有何異？那能否做到有所不同，充電距離能做到多遠呢？EOJesmc
如下圖所示，如果充電距離是3.5cm的話，則磁通走紅色的圈更近，即磁通會發(fā)生自閉合。當然，磁通是發(fā)散的，還是有小部分會和遠端耦合。EOJesmc
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如果把發(fā)射磁通強行增強幾十倍，磁通發(fā)散，往外繞，越遠就會越發(fā)散。發(fā)散后就會打到手機上，造成發(fā)熱，就會被認為是異物，我們不能準確控制磁通往哪走。所以似乎距離不能做遠。EOJesmc
那怎么辦？有三點需要考慮。1.在遠端35mm處希望磁通是垂直打上去，這樣才能被接收端耦合。線圈做大可以解決這個問題。2.磁通分散會打到金屬部分。微鵝提出了一個專利叫分離式屏蔽技術。3.發(fā)射線圈尺寸做大，感值就比較大（需要有足夠阻抗），就沒辦法用5V或9V電壓去驅動。而如果把磁通增大50倍，考慮到效率和安全性問題，用200V電壓驅動又不可能。因此要用相對較高的電壓比如20幾伏去驅動，并自動找到諧振點，在諧振腔去激發(fā)，這是另一個微鵝在做的技術，即自適應技術。EOJesmc
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微鵝的遠距離無線充電方案采用φ100的線圈（內(nèi)徑40）。橫向由1cm變成3cm，路徑變遠，這樣就有更多的分量會往遠端走。然后需要做分離式屏蔽，即在手機邊上要把磁場屏蔽，在屏蔽磁片中挖一個洞，洞里面磁通才能走，才會被手機所接收。EOJesmc
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這樣就可以把距離做到3.5cm（標準的Qi只有7、8mm）。雖然效率要低，但仍合理，在30mm的地方效率還有60%多。EOJesmc
那遠距離無線充電怎么去用？
可以用雙面膠或螺絲將發(fā)射器固定在桌子下面，在桌子上面貼個分離式磁片和一張紙來做標識（告訴用戶這個位置可充電）。將分離式磁片和紙做到一起只有0.2mm，對用戶無感，用戶看到的只有一張紙。這樣，無線充電就從桌面上變到了桌面下，從顯性變成了隱性；從配件抽離出來，變成了一個基礎設施。只有這樣，未來我們無論走到哪，把手機往桌子上一丟就可以充電，那就會很方面。EOJesmc
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微鵝想做的是構建一個無線充電的環(huán)境。目前來講，這一技術在一些公共區(qū)域已經(jīng)有不少應用，比如在海底撈火鍋店、酒店床頭柜、咖啡廳、政府辦公大廳等候區(qū)等地方，這種設施變成了環(huán)境構建的利器。只有發(fā)射端到處都有，那生態(tài)才能閉環(huán)。EOJesmc
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“預期未來，我們無論走到哪，手機都可以方便地進行無線充電。無線充電將會變成一個基礎設施，就像水電氣一樣。希望無線充電能夠改變?nèi)藗兊纳睢?rdquo;余峰總結道。EOJesmc
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