減輕環(huán)境負(fù)荷的電源技術(shù)發(fā)展趨勢 Part 3 : 無線供電技術(shù)減少工業(yè)廢棄物

－這種可以“減少工業(yè)廢棄物”的電源技術(shù)是怎樣的技術(shù)呢？

是無線供電技術(shù)?，F(xiàn)如今平板電腦和智能手機等移動設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，采用無線方式已經(jīng)變得司空見慣。然而在電力傳輸方面，主要通過以AC/DC適配器為主的充電器等有線方式進行，例如USB充電等。無線供電技術(shù)之所以備受矚目，是因為使用該技術(shù)給移動設(shè)備充電時不再需要使用電源線，這非常有助于提高設(shè)備連接器的安全性、防水性以及防塵性，不僅如此，由于使用一臺供電設(shè)備可以給各種各樣的設(shè)備供電，從而可以告別一臺設(shè)備配一個充電器的時代，由此可以減少充電器的數(shù)量，這將非常有助于環(huán)境保護。

－我想蘋果公司已經(jīng)宣布支持無線充電。另外，我們也能感覺到無線充電用的可選設(shè)備也正在增多。

如今，為了推廣無線供電，相關(guān)業(yè)界團體正在致力于國際化標(biāo)準(zhǔn)的制定。以歐美國家為中心，無線供電已經(jīng)應(yīng)用于智能手機，同時在賓館、機場候機廳、快餐店、汽車等公共設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用也日益普及。

－我認(rèn)為共享1臺供電裝置這點會成為標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定的，那么請問都有哪些標(biāo)準(zhǔn)呢？

目前主要的標(biāo)準(zhǔn)是由兩個團體組織制定的3個標(biāo)準(zhǔn)。最早頒布的是“Qi”國際標(biāo)準(zhǔn)，是由WPC(Wireless Power Consortium)這個組織制定并推行的標(biāo)準(zhǔn)。Qi發(fā)音為“氣”。另外兩個標(biāo)準(zhǔn)是由AirFuel Alliance這個組織制定的。實際上，AirFuel是由PMA、Power Matters Alliance、A4WP及Alliance for Wireless Power合并而成的聯(lián)盟組織。目前正在推廣兩個不同的標(biāo)準(zhǔn)，即原PMA標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)在的AirFuel Inductive電磁感應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和原Rezence標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)在的AirFuel Resonant磁共振標(biāo)準(zhǔn)。另外，現(xiàn)在很多場合也使用舊標(biāo)準(zhǔn)名稱，所以稍微有些混亂。

順便提一下，關(guān)于您剛才提到的蘋果公司的情況，還有很多信息是不確定的，比如iPhone8支持Qi標(biāo)準(zhǔn)。與此同時，相關(guān)元器件、設(shè)備制造商及服務(wù)商應(yīng)該滿足哪個標(biāo)準(zhǔn)還處于不確定階段，標(biāo)準(zhǔn)方面也還在朝提高功率方向制定中。就ROHM而言，ROHM已經(jīng)成為WPC的正式成員，從WPC的Qi標(biāo)準(zhǔn)制定階段開始就參與其中，并正在率先推動結(jié)合市場需求的產(chǎn)品開發(fā)。

－ROHM都有哪些產(chǎn)品呢？

目前無線供電控制IC有接收端（終端）的BD57011AGWL、BD57015GWL和發(fā)射端（供電端）的BD57020MWV、BD57021MWV。這些產(chǎn)品均滿足WPC Qi Ver.1.2標(biāo)準(zhǔn)。

另外，配置這些IC的參考板也已開始銷售。發(fā)射端的BD57020MWV-EVK-001和接收端的BD57015GWL-EVK-001是截至2016年3月業(yè)界最早取得WPC Qi標(biāo)準(zhǔn)中等功率Qi認(rèn)證的參考板。

－那么接下來請您具體介紹一下無線供電控制IC。

首先來看一下現(xiàn)有的產(chǎn)品陣容和產(chǎn)品所支持的標(biāo)準(zhǔn)。這樣會更容易理解接下來的內(nèi)容。

所支持的標(biāo)準(zhǔn)版本都是最新版本。BPP是Baseline Power Profile的簡稱，也被稱為“低功率標(biāo)準(zhǔn)”，是5W以下的標(biāo)準(zhǔn)。EPP是Extended Power Profile的簡稱，是15W以下中等功率的標(biāo)準(zhǔn)。BD57015GWL和BD57020MWV同時滿足了低功率和中等功率兩種標(biāo)準(zhǔn)的要求。

－這么說來，ROHM是擁有支持5W以下和支持15W以下的接收端/發(fā)射端的產(chǎn)品陣容是嗎？

是的。在這里介紹一下其中滿足WPC Qi標(biāo)準(zhǔn)中等功率（EPP）標(biāo)準(zhǔn)的芯片組BD57015GWL和BD57020MWV。

該芯片組不僅滿足5W的低功率標(biāo)準(zhǔn)，還滿足3倍高的15W中等功率標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了與有線同等的充電功率。不僅支持智能手機充電，還支持平板電腦等10W級應(yīng)用的無線充電。右圖是BD57015GWL和BD57020MWV的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。電力通過電磁感應(yīng)從發(fā)射端輸送到接收端?；旧吓c變壓器的原理相同。

－關(guān)于接收端的BD57015GWL，方框圖的數(shù)據(jù)包（Packet）生成電路處寫著不僅支持Qi標(biāo)準(zhǔn)，還支持PMA標(biāo)準(zhǔn)。前面的表格中也是這樣的，能給我們具體說明一下嗎？

BD57015GWL還支持PMA標(biāo)準(zhǔn),也就是現(xiàn)在的AirFuel Inductive標(biāo)準(zhǔn)，配置雙模通信功能，已實現(xiàn)WPC Qi中等功率和5W的PMA之間自動切換。這樣就實現(xiàn)了無論使用哪種標(biāo)準(zhǔn)的充電器都可以充電的終端。

－發(fā)射端的構(gòu)成中,除BD57020MWV外，還需要微控制器和驅(qū)動電路是嗎?

是的。微控制器作為控制器是必要部件。這款微控制器是ROHM集團旗下藍碧石半導(dǎo)體的ML610Q772，為了使配套產(chǎn)品滿足Qi標(biāo)準(zhǔn)要求，出廠前就已預(yù)裝了固件。寫著“驅(qū)動電路”的部分，是由MOSFET組成的半橋或全橋的電源電路，是用來驅(qū)動線圈的電路。MOSFET的柵極驅(qū)動由BD57020MWV進行。

－還有其他的特點嗎？

還配置了異物檢測功能FOD（Foreign Object Detection）。發(fā)射器和接收器之間如果有回形針等金屬物體，可能會因金屬發(fā)熱導(dǎo)致外殼變形或灼傷。為了提高安全性能，Qi標(biāo)準(zhǔn)中要求必須配置FOD功能。另外，產(chǎn)品中還內(nèi)置了過電壓保護、過電流保護、過熱保護、防止低電壓誤動作等保護電路。

－明白了。接下來請您介紹一下參考板。

參考板有兩種，即發(fā)射端的BD57020MWV-EVK-001和接收端的BD57015GWL-EVK-001，通過參考板的名稱應(yīng)該就能想象出分別是由BD57020MWV和BD57015GWL組成的。參考板已經(jīng)取得了WPC Qi中等功率的Qi標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，因此與其他已經(jīng)取得Qi認(rèn)證的產(chǎn)品是兼容的。使用這些參考板，可以進行各種試驗和驗證。

關(guān)于參考板的更詳細(xì)信息和參考設(shè)計的相關(guān)信息，官網(wǎng)中有詳細(xì)介紹，歡迎點擊查閱。另外，參考板還可通過網(wǎng)售平臺購買。

－最后請您總結(jié)一下，謝謝。

無線供電由于不再需要電源線，具有可消除連接器相關(guān)問題的優(yōu)點，同時，由于一臺供電裝置可用于各種設(shè)備，從可減少充電器數(shù)量的角度看，還非常有助于降低環(huán)境負(fù)荷。另外，隨著標(biāo)準(zhǔn)的擴展，充電功率越來越大，已經(jīng)從5W級的智能手機級別發(fā)展到10W級的平板電腦級別，預(yù)計充電功率還會進一步提高。這種擴展使更多設(shè)備的無線充電成為可能，有望進一步降低環(huán)境負(fù)荷。

右圖表示W(wǎng)PC Qi標(biāo)準(zhǔn)的擴展和ROHM的開發(fā)路線圖。ROHM積極加入標(biāo)準(zhǔn)組織等，提前捕捉未來市場走勢，推動開發(fā)滿足客戶需求、且節(jié)能、環(huán)保的產(chǎn)品，為解決全球共同面臨的課題而貢獻力量。

審核編輯黃宇