通信世界网消息(CWW)在巨头环伺的无线充电领域,有这么一家本土厂商凭借核心芯片,获得了华为、小米、mophie、Belkin等客户的青睐,成功量产了业界首屈一指的高端无线快速充电方案,这家低调的厂商就是伏达半导体。在第九届EEVIA年度中国电子ICT媒体论坛暨2021产业和技术展望研讨会上,伏达半导体无线充电事业部副总裁李锃分享了《无线充电3.0时代竞争,靠什么》的演讲,李锃研发了全球首款无线快速充电发射端和接收端芯片,使得伏达半导体的无线快充技术达到了业界领先水平。
无线充电技术演进
无线充电最早可以追溯到1893年,特斯拉早在1893年就通过两个线圈点亮了一盏灯,用的就是无线充电的技术。今天的无线充电基本原理还是这样,发射线圈通过感应交流的电流产生交变的磁场,在接收线圈里提供无线电能传输。2008年以后WPC(无线充电联盟)统一了标准,制造了无线充电的规范,此后很多厂商都融入这个规范,逐步形成无线充电的生态。如今,很多厂商的旗舰手机和耳机都具备无线充电功能。
三步走赢在无线充电市场
目前无线充电有两个技术路线在发展:一个是怎么让无线充电更快,在这方面,伏达半导体已经在引领无线快充行业的发展,从20W到80W的产品线都有覆盖;另外一方面是让无线充电更自由,现在的无线充电还停留在比较初级阶段,属于随放随充,接下来还可以做到边走边充。
“在技术发展过程中,也出现了很多有趣的设备,如耳机、手表都可以放在一起充电的应用。除了这两条跑道,无线充电的生态也在发展,家居、车载、自拍的补光灯、闹钟和音响都集成无线充电。”李锃讲道。
按照三步走战略,伏达半导体在国内已经做到了无线充电的领导地位。在1.0时代,与最流行的无线电源IC Pin to Pin来追平跟国外技术。在2.0时代,最高功率无线充电特有的创新架构,实现快充效率业界最高。在3.0时代,简化架构实现低成本、高空间自由度。未来希望将无线充电拓展到耳机、手表甚至汽车上。
伏达半导体与众多手机厂商展开了无线充电领域的紧密合作。李锃介绍道,2019年做的小米手机产品,当时无线充电大概70分钟可以充满,用有线充只需要59分钟左右。到了2020年,伏达半导体的产品在华为P40手机上量产的时候,大概65分钟可以把一个手机充满。在小米11发布会上,伏达的无线充电接收大概只需要48分钟。2021年上半年,伏达半导体又发布了一款新的无线充电技术,无线和有线充电时间都只需要36分钟就可以把手机的电充满。
除了做无线快充技术,还在研究怎么去提高充电的效率,从第一代产品7.5瓦、第二代产品35瓦、然后到67瓦,伏达半导体在不断提高效率。现在无线充电的效率从发射到接收已经达到90%。伏达半导体还在开发第三代技术,会略微把功率降低到50瓦,但是它的效率会提升更高,这样会提升客户的无线充电体验和价值,同时也可以把成本降下去,这响应了工信部关于无线充电功率最高不超过50W的意见稿。
拓展更多无线充电应用
无线充电接收芯片是一个比较复杂的系统,一个芯片要同时处理功率、协议、算法。做无线充电还需要给客户提供比较好的体验,所以软件算法需要每一个接收产品都兼容市面上符合WPC认证的发射端。现在手机不但可以作为无线接收端,还可以给其它的电子设备做反向充电端,比如戴的手表耳机没有电了,这时候打开手机的反向充电,还可以给它补电。
李锃分享了众多手机合作案例,这些手机集成了伏达的接收芯片,有第一代、第二代不同功率的,像小米、华为,还有今年上半年发布的OPPO手机,都是采用伏达的无线充电芯片。在穿戴式设备方面也已经有一些量产案例,OPPO的耳机已经集成伏达的无线充电芯片,此外还有红米、小米耳机等,都是满足无线充电协议的,这些耳机放在手机的反向充电上都可以充电。
除了做接收的芯片和产品,伏达半导体还研发了一系列的发射芯片。发射芯片跟接收芯片最大的不同是它对于EMI噪声有更高要求,无线充电是辐射开放的磁场,开放磁场可能会对外面其它的设备产生影响,所以在做芯片设计的时候,会特意降低寄生参数,调整驱动的速度和时间,这样对其它电子设备非常友好。这个特性在无线充电里面尤其重要。
另外,首款国产车载无线充电的解决方案即将发布,也搭载了伏达的无线充电产品,是业界最高输出功率的50瓦的无线充电发射盘,它的效率达到80%,同时符合车载专用的AEC-Q100的认证,采用了SmartBridge方案,可以提供更好的EMI以及更安全可靠的系统。
无线充电和有线充电优势互补
伏达半导体还是唯一一家同时提供无线充电和有线快充成熟方案的国产半导体公司。那么有线充电和无线充电有没有互相影响?伏达半导体的解决方案可以兼顾两者的优势,无线接收芯片为什么能做到快充,其实是借助了几个电荷泵的架构,两者相互结合才提供了一套无线快充技术,以此给到终端用户使用。伏达除了在做有线无线方案,也在放电中采用电荷泵的方式。未来,给客户提供的手机解决方案中,不光充电充得快,而且放电放得慢。这样的技术,除了用在手机、PC中,还可以用在服务器上,所以相信电荷泵是未来在高效率转换的电源芯片必然的发展路径。
关于无线充电的与有线充电的效率问题,李锃总结道:“如果无线充电硬要跟有线充电比效率跟速度,我觉得比不过。有线充一定更快,但是讲到自由度,对用户来说是互相弥补的方式,有了有线快充也不妨碍开车的时候把手机放在无线快充上。在消费电子领域,伏达半导体的产品无线充电效率已经达到90%,而汽车领域要求会更高,在传输路径上会有很多保护和限流、限制,以及检测的功能。另外一般车内的车载无线充的环境是移动的,多个线圈相互之间会有磁场的耦合,也会降低功率。伏达半导体的汽车无线充电产品已经做到了80%的效率。”