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突破线圈对位/损耗桎梏 磁共振无线充电拼商用

日期: 2015-09-07
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【大比特导读】线圈(Coil)设计是实现15瓦以上中功率磁共振无线充电系统的关键,因此晶片商、模组厂正联手改良线圈机构及电气特性,并已发展出LC共振电路结合铁氧体(Ferrite)的新型对位架构,以及可提高相对导磁率(μ)的乾式烧结製程,从而克服磁共振无线充电线圈对位及传输损耗两大商用桎梏。


    中功率磁共振无线充电商用脚步加快。线圈(Coil)设计是实现15瓦以上中功率磁共振无线充电系统的关键,因此晶片商、模组厂正联手改良线圈机构及电气特性,并已发展出LC共振电路结合铁氧体(Ferrite)的新型对位架构,以及可提高相对导磁率(μ)的乾式烧结製程,从而克服磁共振无线充电线圈对位及传输损耗两大商用桎梏。


    高创科技行销经理王世伟表示,无线充电性能与发射器(Tx)、接收器(Rx)损耗,以及线圈耦合效率息息相关。随着无线充电持续朝更高功率供电形式发展,製造商对整体系统转换效率的要求也日益严格;其中,线圈模组对效率更是影响甚鉅,因而刺激业界加紧改良线圈成型、烧结和研磨等製程,同时搭配半导体和材料技术以克服模组厚度、对位、温度等挑战。


    自2012年开始,无线充电联盟(WPC)以Qi磁感应标準,一马当先打开行动装置无线充电市场;然而,2014∼2015年产业风向已逐渐转变,更加聚焦于可一对多充电,且功率达15∼20瓦以上的磁共振方案,进而牵动标準、晶片和线圈设计转变。


    王世伟强调,由小功率提升至中功率,首要克服的就是线圈磁材铁损耗、铜线损耗挑战,否则因转换效能低而产生大量热源,不仅增添安全疑虑也重重影响使用体验,反倒形成无线充电普及的阻力。对此,A4WP已定义良好的线圈设计,其弹性导磁率(µ')与黏性导磁率(µ'')比率须超过八十倍,从而提高相对导磁率(µ);而高创科技正积极导入乾式烧结製程,以突破传统溼式烧结法难以有效提升相对导磁率的桎梏。


    不过,王世伟坦言,目前乾式烧结须增加一道研磨工序才能降低厚度,且有易产生曲翘(变型)的问题,所以高创将持续投注研发资源,并与系统业者共同研发,以推升製程良率。


    与此同时,发射器和接收器的对位也是磁共振无线充电的一大设计关键。王世伟指出,常见的对位方式包括机构、磁吸、感测式叁种,分别有使用性受限、磁干扰或额外增加元件(如光敏电阻)成本等缺点,因此该公司提出独特设计架构,将LC共振电路结合Ferrite,藉由线圈感值变化实现对位提示功能,即可避免上述负面影响,促进中功率磁共振无线充电加速商用。


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