无线发射器的创新设计推动Qi标准的发展

shuszhao · 发表于 2019-10-6 06:45:48

NuCurrent目前为采用此设计的多个商用项目提供支持，希望其它制造商可以利用他们的设计和集成专长，将这一创新技术应用于家居、汽车、手机配件和无线充电基础架构市场。

NuCurrent公司一直致力于无线充电产品的开发，因此我对他们一向抱有好感。NuCurrent最初只是美国西北大学的一个研究生项目，主要研究如何为植入式神经刺激设备充电。2009年它转型为一家公司，到2013年的几年时间里，它一直专注于为植入式医疗设备提供无线充电。
2013年，随着无线充电系统、集成工艺和元器件的不断进步，他们开始在无线充电领域取得突破性进展。
过去几年，NuCurrent在无线充电领域取得了傲人的成绩：
● 与德州仪器共同开发了满足无线充电联盟Qi标准的A21线圈；
● 发明业界领先的磁性专利技术，制造了世界上最薄、最小、Q值最高的印刷天线NuIQ，通常可以实现20~70％的高Q /低ESR；
● 开发并认证了符合AirFuel标准、业界Q值最高和均匀度最佳的谐振器；
● 实现了功率需求范围为1mW至300W的全面系统设计；
● 开发了超精度硬件仿真器，实际精度达到±2.5％，缩短了验证时间，加快了产品上市；
● 宜普电源转换公司（Efficient Power Conversion）在其EPC9120展示系統中采用了GaN功率器件以及NuCurrent线圈。
那么，创新性如何？

NuCurrent最新技术

NuCurrent凭借其MP-A17发射器设计推动了无线充电联盟（WPC）Qi标准的发展，生产出该标准首款15W扩展功率配置（EPP）充电器，其z高度为12mm，约为已有标准的3倍。
NuCurrent的设计将在下一次标准组织会议上成为WPC规范的一部分，预计其第一个发射器设计会在12月8号的那个星期被添加到WPC的发射器网站数据库和WPC测试平台。

MP-A17

MP-A17是一种15W Qi标准充电线圈规范，它具有扩展的z高度和定位灵活性，由NuCurrent通过WPC规范工作组提出、设计、开发并推进。最终规范预计将于2019年9月推出（通过WPC季度会议）。
这种新的架构和软件配置增大了发送器和接收器之间的充电量，可根据不同的设计、使用案例和用户体验提供多种选择。

图1：线圈参数。（图片来源：NuCurrent）

为什么MP-A17对无线充电行业很重要？

在NuCurrent推出这项设计之前，感应充电需要线圈精确对齐，并且线圈之间的间隔要非常小。第一款无线手机充电器受到了对齐、定位、充电速度和充电可靠性等缺陷的限制，因此在使用时需要不断调整手机的位置，直到建立良好的无线充电连接。
以前将无线充电线圈嵌入到梳妆台或床头柜常常需要切开桌面，然后把充电器嵌进去，而不能通过放在桌子下面或者穿过桌面来实现。另一个问题是，若用户的手机带有外壳和其它配件，则必须去掉这些配件，或者把这些配件重新装在其它位置，才能进行正常的无线充电。
NuCurrent的MP-A17设计针对这些缺陷做了很大的改进。新线圈设计增大了Qi发射器的z高度和整体充电量，提供标准（15W）内的最高功率水平。它可以实现更快的充电速度，更易对齐，也更容易确定间隔距离。
总之， MP-A17是对Qi标准的重大改进，可以实现创新的设计，提供更好的用户体验。

用户实例

若能实现更大的垂直间隔z高度或间隔距离，则无线充电可以应用于更多领域。一个例子是物流公司使用的带有坚固外壳和手带的手持式计算机/扫描仪。在恶劣环境中，可能引起故障的主要是这些设备中的金属触点，但如果采用无线充电，就不再需要这些触点了。但是，工业设计由于间隔距离过大而不能使用标准Qi充电，因而需要增加z高度，由此出现了下面一些产品。

发射器/底座

霍尼韦尔无线充电车载底座与设备之间不再需要连接器，从而提高了在恶劣环境中的耐用性。

接收器/设备

霍尼韦尔Dolphin CN80数据采集终端带有触屏和真实按键，即使在严苛的环境下，数据输入也变得容易。这是一个专有系统，并没有经过Qi认证，但这种经验影响了MP-A17设计。

推进Qi标准

在开发MP-A17之前，NuCurrent已经解决了多个高z值设计挑战，这些知识产权影响了MP-A17设计的多个方面，包括：
● 线圈设计
● 专有模拟和测试
● 硬件架构
● 器件选择
● IC固件控制（与恩智浦合作）
WPC的很多成员，包括苹果、谷歌、戴尔、西门子等科技巨头在内，都认为MP-A17不可能实现，但NuCurrent的创新方法最终实现了其他人都没有做到的事情。

不久的将来

根据WPC的时间表，初始版本MP-A17发射器很快将添加到WPC产品数据库和测试平台中。NuCurrent目前为采用此设计的多个商用项目提供支持，希望其它制造商可以利用他们的设计和集成专长，将这一创新技术应用于家居、汽车、手机配件和无线充电基础架构市场。同时，我们期望NuCurrent带来更多创新。