高集成度单芯片无线充电发送器

高集成度单芯片无线充电发送器

在众多行业领导人的努力下，基于无线充电的大胆概念已经完成。2013年无线充电会率先从高端智能手机发力,继而向广泛的生态系统蔓延。据IMSResearch预计,截至2015年全球无线充电设备总出货量将超过1亿台,总价值超过250亿美元,年复合成长率更是高达惊人的25%。相信今年无线充电技术会首先在高端智能手机中开始普及,并在未来几年之内向中低端智能手机、平板电脑、数码相机、游戏机、血压计、血糖仪、智能玩具,以及包括音响、耳机、键盘、鼠标等各种周边设备在内的广泛生态系统蔓延,为消费者带来前所未有的充电体验。u3000美国第一只无线充电发送器三星于今年三月中旬发布了最新一代旗舰智能手机GalaxyS4,同期还展出了诸多的相关配件,其中就包括无线充电底座。据了解,GalaxyS4支持由无线充电联盟(WPC)主导的无线充电标准Qi,采用近场电磁感应(MI)技术。这是目前支持成员最多、商用化产品最丰富的无线充电标准,具备便捷性和通用性两大特征,即任何两部具有“Qi”标识的电子设备与无线充电器均可适配,哪怕品牌不同。截至2012年底,该标准已经获得了超过126家行业领先成员公司的支持与采用,其中有30%是中国公司,包括海尔、华为和桑菲通信等。为了满足WPC的Qi标准,IDT推出了高集成度单芯片无线充电发送器IDTP9030和无线充电接收器IDTP9020。据介绍,IDTP9030是全球首款真正意义上的单芯片无线充电发送器,与TIBQ500210解决方案相比,IDTP9030用1颗SoC集成了9颗芯片,解决方案整体面积从1,800mm2减少到了360mm2,占板优化率高达80%,有助于客户设计和部署更为紧凑且具有成本效益的无线充电设备。IDTP9020则是一个高效率的单芯片无线电源接收器。在Qi模式下,该器件系统传递功率高达5瓦特。当与IDTP9030发送器配置使用时,它可传递高达7.5W的功率,让器件可适用于强大的移动设备,如平板电脑、智能电话、数码相机、GPS设备和耳机,成为最有效的端到端无线电源解决方案,可减少能源成本和达到更快的充电时间。IDT专利的多层次异物检测(FOD)可以判断充电板上是否有其他金属,利用精密的多参数算法以达到较高的安全水平,同时避免FOD误报。IDT公司营销副总裁GrahamRobertson表示:“中国智能手机过去一年对无线充电热情并不高,但是最近两三个月我们明显感觉到运营商和面向海外市场的供应商都开始对无线充电产生了浓厚的兴趣。预计2013年无线充电会在高端智能手机机型中率先普及。”他还指出,接收器端的设计形式非常灵活,既可以做在手机和电池里,也可以做在背盖、甚至是手机壳里;目前采用IDT方案的无线充电背板在设计厚度上已经有了显著的降低,几乎和市面上常见的普通手机外壳厚度相当。另一个可见的利好消息是,虽然华为手机目前还不支持无线充电,但是近期推出的几款机型在背板设计中已经预留了感应线圈的位置,这就为未来的无线充电埋下了伏笔。实际上,三星早前的GalaxyS3已经可以支持Qi无线充电标准,但是因为缺少内部硬件(感应线圈),所以GalaxyS3的无线充电只能在DIY玩家手中才能实现。无线充电技术然而MI技术也有其自身的局限性:工作时充电设备和充电板之间需要点对点接触,一旦因为各种原因导致两端位置匹配不准确,充电效率就会大幅衰减。因此,三星和高通等公司组成的无线电力联盟(A4WP)也在大力推动另一种非接触式近场磁共振(MR)无线充电技术。MR技术最大的不同就在于充电距离最远支持6英寸(15.24厘米),即使放在充电设备的侧面也可以正常工作,并且一次可以同时充2、3只手机,不过充电效率暂时未知。除三星和高通外,EverWinIndustries、GillIndustries、PeikerAcustic、PowermatTechnologies和韩国SK电讯公司也是该联盟的成员。A4WP联盟还准备进一步将无线充电应用从便携移动设备拓展至家用电器和汽车领域。IDT选择了同时支持MI和MR两种技术,Robertson表示:“因为这两种技术各有优缺点,比如智能手机厂商可能会选择MI技术的充电座,而智能家居厂商会很乐意用MR技术打造一张餐桌或者会议桌——你随便把手机往桌上一扔就自动开始充电了。而在汽车电子领域,MR需要打入前装市场,MI更适合后装市场。总而言之,对于消费者来说,只要为自己带来更加方面的使用体验,并不在乎背后实现该功能的是何种技术,因此我认为基于MI标准的无线充电市场会先起来,但是长期来看MI和MR技术将会并存。”英特尔已在与IDT合作开发基于MR技术的集成收发器芯片组,用于其下一代Ultrabook笔记本电脑,只需把手机放在Ultrabook侧边,便能够自动完成充电任务。高通也与IDT合作,在WiPower技术基础上开发用于智能手机等移动终端的无线充电解决方案。无线充电系统的商业模式无线充电模块的基本结构包括收发器、谐振电容、金属线圈。据了解,目前一套完整解决方案的成本价格在20美元左右,其中线圈就占了将近一半的成本,各家设备价格的差异主要也和线圈设计有关。IDT公司模拟事业部全球商业拓展总监陈日亮表示:“同消费电子领域的其他芯片产品一样,一旦无线充电设备的销量起来了,芯片成本会迅速下降,未来主要的成本压力反而是在线圈。”常见的线圈有两种型号,其中“A型”需要用磁吸式或者LOGO定位的方式实现定点,而“B型”可以支持异型线圈,例如在英特尔的方案中,充电线圈设计成长条形放在笔记本电脑一侧。不过由于后一种设计线圈多、成本高,在对成本比较敏感的消费电子领域以“A型”线圈居多。目前基于MI技术的无线充电解决方案已经普遍可以将充电效率做到70%以上。虽然从技术角度看,通过加大设备功率提升充电效率是完全可行的,但是作为一款面向消费电子应用市场的产品,必然需要在充电效率与成本之间寻找最佳平衡点。陈日亮表示,无线充电和有线充电的一个主要区别在于,无线充