在过去的时代，一个完全充饱电的行动装置将可以持续数天之久。现在，使用影音串流、高分辨率游戏、全球定位系统以及经常浏览网页的比例，已经超越过去几年电池能量增加的密度，甚至有没有进步都还令人怀疑。整天拖着这些电源适配器是不切实际且不方便的。这些电源适配器总是体积庞大、且时常有着专用的转接头。平均来说，一个四口之家在搭乘国内航线时，会携带大约七个行动产品。平心而论，带着七个不同的电源适配器是一种负担，更不用提到处理不同的电压以及在不同的国家、地区有着不同的插头这类令人烦心的事。对那些有着雪亮眼睛且致力于追求美观及令人愉悦氛围的消费者而言，电源适配器最终会成为一个难看且令人讨厌的产品。

图一 : 各种不同的电源配适器及各国转接插头

一个普通消费者的愿望：在任何时间、地点都能无线充电

理想地说，消费者应该可以在没有电源适配器及专用接头的负担下，在任何时候、任意地点为行动装置充电。举例来说，在家中、汽车里，以及像是机场、咖啡厅、办公室、会议室以及数不清的其他公共场所，都应该有一个通用的充电平台。在消费者一天的活动中，他应该要能在他所到的任意地点，例如在车里、办公室里、会议室里、餐厅里以及其他的公共场所里，为他的行动装置充电。任何一个有平坦的表面的地方都可以拿来充电。

图二 : 一个无线电源充电平板可以随时随地支持各种行动装置

为何要使用无线充电？

无线电源充电并不完全是新的概念，早在19世纪尼古拉特斯拉(Nikola Tesla)便对此深深着迷。然而，他对无线电源充电技术的想法超越了他所处的时代。在最近这几年，一些像是用感应方式充电的电动牙刷，以及在售后市场针对移动电话推出透过保护套及背贴，搭配相对应的充电平板来进行无线电源充电的消费性产品，虽然激起了消费者的兴趣，但是无法捕捉到消费者的想象力，使得这些产品无法大规模的普及。消费者为何对这些售后市场的无线电源充电方案反应不热烈，原因有很多，像是成本、缺乏普遍性、安全考虑以及缺乏通用的支持生态系统等，这些都是使无线电源充电技术无法越来越普及的一些障碍。时至今日，适合无线电源充电技术的应用环境已经成熟了，因为所有因应无线充电的基本条件以及催化剂都已经准备好了，即将打破长久以来被电源适配器所束缚的现状。回顾近年来无线电源技术的演进历史，将帮助我们得以更好的展望这项技术，也就是你我在未来都离不开的无线电源技术。

过去的无线电源技术

对行动装置具体来说，售后市场的配件供货商是首先将无线电源充电技术带到台面上的推手。有些供货商比其他厂商来的成功，并且产生了不同程度的差异。例如，据说Powermat已经获得了大部分目前的市场占有率-「磁感应技术最成功的拥护者是来自于密西根的Powermat公司，这是一家成立于2009年的公司，他们在2009年的无线充电市场，获得62%的市场占有率」，整个销售数量依然很低1。售后市场上的无线充电解决方案主要来自Powermat、Palm及Brookstone ，见下图3：

图三 : 由左至右分别是Powermat、Palm及Brookstone的无线电源充电器

这些都是针对特定行动装置所专用的解决方案，某一供货商的配件并无法应用在另一个供货商上。配件多样化下，最主要的障碍就是缺乏普遍性。因为这些配件是售后市场的产品，所以他们总是使用分离式解决方案，如下：

图四 : Brookstone公司的充电基座及行动保护套

可以看出这一代针对售后市场的无线电源充电产品是由分离式的解决方案所构成的，这样的方案需要好几个IC以及更多的主动及被动组件。此外，每一个解决方案都有一个独特的线圈、外型及专用的方法来传递电源。所以这些无线电源解决方案，对消费者而言，先天上就有成本昂贵的劣势。某些这种充电平板售价高达79-99美元，而搭配的移动电话保护套及背贴则每一个要价将近39美元。如此高档售价，使得这些产品变成消费者在圣诞节和新年才会购买的新颖产品。此外，行动装置近年来的市场趋势朝向轻薄、光滑流线的造型，而大多数的移动电话保护套及背贴的体积太大，这些附加到行动装置上的重量，使得该产品变得较不具吸引力。

现在的无线电源技术

无线充电联盟(WPC)所制订的统一标准规格：「Qi」，已经被超过100家以上的工业会员所广泛采用。在Qi标准开始启用之后，来自不同供货商的配件就可以对任何挂有Qi标准认证的装置进行充电。WPC成立的宗旨是为了协助推动在不同的无线电源充电解决方案之间的共通性，并加速各界更广泛的采用这个技术。如下所示，像是Energizer的背贴及充电基座的这类售后市场产品，是最先取得Qi兼容认证的解决方案。

图五 : Energizer的无线充电平板(左)及iPhone保护套(右)

第一个取得Qi兼容认证的无线电源充电解决方案依然是分离式的解决方案。无线充电平板及iPhone保护套个别的售价大约为79美金及39美金。虽然以有着Qi标志来达成的普遍性的目标，是正确方向的一步，但是过高的成本以及乏善可陈的美观性，则是两个主要的障碍。这种分离式解决方案的充电平板，因为成本较高，所以OEM厂商并不愿意提供这些来做为标准的配件。并且，消费者对于这些体积庞大的无线充电保护套的概念，还是会有某种程度的抗拒心理。

未来的无线电源技术

根据市场研究公司iSuppli的预测，到2014年无线电源充电的解决方案回有70倍的成长，如下所示1。

图六 : 无线电源充电解决方案的市场成长预测

Qi标准开始被广泛的采用，再加上智能型手机及平板计算机普及的现象，可以在任何时间、地点对无线充电的需求大幅增长，这也意味着无线充电技术在它的发展路途上，如果能够满足以下的要求，便将会慢慢变成市场主流且同时普及：

上述每一个要求都值得有一些解释。无线电源充电接收器解决方案的成本效益，是让它能被整合到移动电话中的最基本要素。 并且，一个低成本的发射器解决方案最终将能鼓励电信业者(如：AT&T, Verizon, Sprint)以及OEM厂商(如：Samsung, LG, Nokia等) 来把充电平板做为标准配备，而不仅是让它们做为售后市场中的新产品而已。一旦消费者体验过做为标准配件的充电平板后，他们将会期望移动电话需要有内建的无线充电能力。只有在透过这样初步的引介无线电源充电到家庭后，消费者才能感受到提供无线电源充电系统友善的服务和场所(航线、旅馆、咖啡厅、餐厅、家俱等等)的好处。

在移动电话内建无线充电功能与渴望智能型手机更轻薄、更光滑的想法，正透过设计将两者整合在一起。由于售后市场背贴及保护套的设计是与移动电话的设计趋势背道而驰，而使它们仅能得到有限的成功。顾客不会想要为了交换无线充电功能，而受到额外重量跟尺寸的惩罚。最佳的无线充电选项就是让用户察觉不到。对于高端智能型手机用户而言，售后市场无线充电保护套只是暂时性的解决方案。

无线充电是相当新的技术。它是受到一部份消费者对于安全考虑诉求所限制。一般来说，电磁辐射及安全性是有着至高无上的重要性。因此无线技术必须去除任何及所有与消费者安全有关的疑虑。同样重要的是，必须允许消费者把金属物体放在充电平板上，而不会造成任何危险性(高温或是电击)、或不必冒险暴露在不安全的情况下。

最后，围绕着这个技术所建立的健全生态系统将会是促使无线电源充电技术成为主流的关键因素。一家咖啡厅如果广告他们对顾客提供食品点心以及使用无线电源充电技术来对他们的行动装置提供「电源点心」的话，势必会吸引顾客的注意力。然而，建构一个支持及永续发展无线充电的生态系统，端视充电平板的成本而定。例如，销售单价在100美金以下的家具或是灯饰的供货商，是无法负担安装一个79美元的充电平板的。

IDTP9030:业界第一个单芯片、低成本的发射器芯片组

IDTP9030是业界第一个单芯片、低成本的发射器芯片组，而且能够符合所有被认为是让无线电源充电技术普及的必要条件。以下用来说明的是一个典型的应用图，它构成一个完整功能的发射器(TX-A1磁性导引型)。

图七 : IDTP9030发射晶片组应用图

因为有着高度的整合，所以使用IDTP9030所构成的发射器，它的成本比市场上使用分离式组件成本的三分之一还低。使用IDTP9030所构成的发射器TX-A1所以需要使用到的组件总数大约是30个，其中包括了IC，而与其典型的类似解决方案，则需要使用到超过90个以上的组件，其中包括了9个IC。像这样成本过高的分离式发射器方案，也是OEM厂商为何不愿意考虑把这种无线电源充电平板纳入标准配件的主要原因之一。以IDTP9030为基础的低成本解决方案，则较有可能让OEM厂商去考虑开始提供无线充电平板来搭配高端移动电话，之后再同样导入到搭配功能手机。

图八 : IDT无线电源接收器和发射器结构设计

IDTP9030配备多层外物侦测(Foreign Object Detection, FOD)功能，以确保消费者可将金属物品安心放置在充电平板上，且绝对不会产生危险，例如磁场导致金属过热等。多层外物侦测法能涵盖和侦测到所有的情况，包括在放置手机前，已有金属物品先被放置在该处；手机背面黏有金属物体；以及进行充电时，手机和充电平板之间有金属物体间隔等。

最后，随着IDTP9030能实现低成本及体积更小的发射器，以无线电源充电技术为中心的健全生态系统也可望有所发展。家具供货商及其他业者开始着手将无线充电平板设计整合至消费性产品中，例如桌子及灯具等，并将它们安装在会议室、机场、候车室等公共场所中。再者，汽车工业对于将无线充电平板整合进汽车内部也有高度兴趣，因为这能让充电线消失不见。

总而言之，无线充电技术已经准备好了。在接下来的几年间，预期会有许多产品(手机、游戏机、电池组)都会开始内建无线电源充电技术。此外，市场还会扩及将充电平板放进家具及各个公共场所中，例如机场、咖啡店、餐厅、公共区域、办公室及会议室等。

---本文由Integrated Device Technology提供---