釹鐵硼機會 | 磁共振無線充電商品化加速2015-12-09
AirFuel和WPC兩大陣營全力搶食磁共振無線充電商機,前者由于較早投入開發,技術相對成熟,最快可望于2015年底看到低功率應用產品問市;而后者則祭出Qi 1.2磁共振標準積極搶攻。
在兩大陣營你來我往的激戰之下,磁共振無線充電商品化加速。
2015年無線充電產品紛紛冒出頭搶市,譬如蘋果AppleWatch、三星Gear S2,除了智慧手表外,IKEA也陸續推出具備無線充電功能的家具。但上述產品多采用磁感應的充電方式;盡管磁感應的充電效率高,卻礙于必須一對一、精準對位才能充電的限制,加上充電功率低而延長充電時間,在在造成使用者不便。
因此,為了能一對多無線充電、提高功率與縮短充電時間,以及擁有更彈性與自由的充電距離,磁共振無線充電技術漸成新寵,業界亦普遍看好其后續發展。
目前,在無線充電市場上,除了磁共振和磁感應這兩項技術在角逐之外,也面臨標準不一的情形。在標準的競賽中主要由WPC與AirFuel(為A4WP/PMA合并后的新聯盟)在爭奪霸主寶座,但因這兩大陣營都擁有磁感應與磁共振技術,究竟日后誰能在磁共振無線充電市場殺出重圍,也成為眾所關注之焦點。
過去,WPC因較早投入研發磁感應技術,而擁有較多會員與磁感應商品,搶占無線充電版圖前程似錦,而A4WP則一直專注研發磁共振技術,但卻遲遲無商用產品推出,使其在無線充電市場上稍居后位。
不過,風水輪流轉,在各界紛紛看好磁共振前景下,較早研發磁共振的A4WP,可望因技術日益成熟、有助建置無線充電環境,加上最快2015年底(最慢2016年初)將有磁共振產品出爐,而有機會于磁共振無線充電的競賽中拔得頭籌。
無線充電器主要用到的磁性材料有:NdFeB永磁體、NiZn鐵氧體薄磁片、MnZn鐵氧體薄磁片、柔性鐵氧體磁片;用軟磁鐵氧體材料制作的各種隔磁片作為無線充電技術的主要部件,在無線充電設備中起增高感應磁場和屏蔽線圈干擾的作用。無線充電器對軟磁鐵氧體材料性能和產品尺寸、可靠性等要求較高,接收端對其要求更高。
固定位置型充電器應用釹鐵硼永磁片定位,終端設備需要放在固定的位置才能進行充電和實現充電效率最大化。固定位置型充電器諧振頻率較高,一般采用具有損耗小、高頻磁屏蔽效果好的NiZn鐵氧體薄片作為隔磁片。單線圈自由位置型充電設備內部的線圈帶有驅動裝置,可在平面中移動。其通過自動檢測終端設備放置位置,移動線圈至該位置,使線圈的位置與終端接收位置相一致。從而實現充電及提高充電效率,此類設計,可允許終端放在充電板上的任何位置進行充電。Qi標準規定此類充電器工作頻率為140kHz,由于線圈需要移動,要求隔磁片具有較高的可靠性,所以隔磁片一般應用流延工藝制作的柔性磁片。
多線圈自由位置型充電器可以同時為多部終端充電,其內部排列了多個線圈,這些線圈覆蓋了充電座的大部分區域。由此,終端可以比較自由地放置在充電座上,充電器會自動選擇幾個能高效傳輸的線圈來供電。Qi標準規定,多線圈自由位置型充電器工作頻率為105kHz-113kHz,隔磁片一般選用具有高Bs和低損耗特性的MnZn功率材料。
應用于無線充電系統中的永磁體材料,一方面,增強發射和接收線圈間磁通量,提高傳輸效率;另一方面,作為發射和接收之間的定位裝置,便于終端設備快速準確定位。小型無線充電設備多用NdFeB永磁體材料;大型的無線充電設備可用永磁鐵氧體材料代替NdFeB永磁體材料,降低成本。