基電力能的行動電源的電子設計頻獲品牌商信賴

 

基電力能的行動電源的電子設計,為何陸續得到品牌商的信賴,紛紛委託製造?

 

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目前,行動電源本身除了追求愈來愈大的電池容量與僅可能輕薄小巧的外型外,其充電所需的時間長短與可釋放出來的總電量多寡也為消費者選購時關心的重點。因此,如何設計充電時間短、轉換效率高的行動電源電路,亦為行動電源產品設計上的重要課題。

 

【在行動電源電路方面-值得信賴】:
這幾年,隨著可攜式產品不斷成長,行動電源的需求也持續增加,輕薄小巧、快速充電、轉換效率高及高安全性等也成為消費者購買行動電源時的首要考量,為了滿足消費者的需求,許多公司都推出行動電源解決方案。

一個完整的行動電源電路包含了電池充電管理IC、昇壓轉換器IC及MCU,每個部分都會影響行動電源的整體效能,所以選用適當的IC是非常重要的。行動電源電路,主要由鋰離子電池充電轉換器、升壓轉換器及MCU所組成。

為避免電池高溫充電,並提高安全性,IC透過負溫度係數(NTC, Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻來偵測電池溫度,當溫度過高或過低時,IC會馬上終止充電,只有在電池溫度維持在安全範圍內(通常是0~45℃)時,才會對電池進行充電。而為了防止電池放電到輸入端,內建的休眠模式(Sleep Mode)功能,當輸入端電壓低於電池電壓時,Power Switch將會關閉以防止電池對充電IC或輸入端進行放電。

 

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【行動電源保護設計方面-值得信賴】:
另外,短路保護(Short Circuit Protection)功能、過電流保護(Over Current Protection)功能及過溫度保護
(Over Temperature Protection)功能,當輸出發生短路時,短路保護功能啟動,電感電流會被限制住且切換頻率
也會降低以減少損失;IC本身也會偵測流經內部功率開關的電流,當功率開關的電流過大時,過電流保護功能啟動,
限制住功率開關的電流不再往上增加,以保護內部的切換開關;此外,當IC結面溫度達到150oC時,過溫度保護功能
將會啟動,IC會停止充電,直到IC溫度降至120oC,才回復充電。

 

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可攜式產品的蓬勃發展,使得行動電源的功能及規格要求也日漸提升,因此如何有效率的充放電也成為各家廠商發展的主流。
由於切換式充電器在應用上較線性式充電器廣泛,也具有更高轉換效率,適合高容量鋰電池的應用。切換式充電IC來取代線性
式充電IC的行動電源方案,來提高充電電流,縮短充電時間,並使充電電路幾乎不會有過熱的問題發生。

 

【升壓轉換器與MCU設定-值得信賴】:
同步升壓DC-DC轉換器IC,最低輸入啟動電壓為0.9V,可以使用單顆鋰電池做為輸入電源,最大輸出電流可達2.1A,
適合較大電流的應用。當負載操作在輕載時,IC會切換至PSM (Pulse Skipping Mode) 模式降低待機的功率損失,
提升輕載效率。True Shutdown功能,使IC 進入Shutdown模式時,輸出電壓降為0V。而零電流偵測
(Zero Current Detection)功能讓電感電流不會有倒灌現象,可大幅改善輕載效率,最高效率可達94%,
對行動電源來說可以更有效率的放電。
柔性啟動(Soft Start)功能以限制啟動時輸出電壓的過衝(Overshoot)及湧浪電流(Inrush Current),避免IC及零件的
損壞。也具有短路保護、過電流保護、過溫度保護及過電壓保護功能。

 

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行動電源電路中,MCU的主要功能為輸入電壓偵測、輸出電壓偵測、電池電量狀況顯示以及輸出過電流保護等。
電路中,LED將顯示電池的電量,可以讓使用者知道電池的電量狀況。而當輸入及輸出電壓過高或過低時,
MCU會送出訊號關閉IC;另外,當發生輸出過電流時,MCU也會關閉IC來保護電池及IC。

 

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【基電力能科技將PD快充技術 運用在那些產品上】


USB Power Delivery是一種充電技術,它使用USB Type-C傳輸線及連接埠將更高瓦數的電力傳輸
到各種支援的裝置上。
最大可以接收、供應100W的功率,能供電給筆記型電腦讓行動裝置快速充電。

 

 

 

 

 

 

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USB PD 3.0規格將USB充電的最大額定值從7.5W(根據先前的USB規格)提高至100W,並包含5A時最高20V的各種電壓位
準,可降低筆記型電腦和桌上型電腦的功率消耗,以及手持裝置的充電時間。隨著USB PD與新型USB Type-C連接器的
問世,USB充電與資料傳輸的使用模式預期將大幅增加。

USB PD 3.0規格新增多項功能,例如可在USB Type-C至USB Type-C的纜線上交換驗證訊息。

 

對於裝置設計師與系統
開發人員而言,在裝置中採用對的控制器將可開發出充電速度更快的系統。
新款控制器可透過單一USB纜線同時支援資料傳輸與供電,因此可降低系統開發成本,並簡化裝置之間的多個連線。

由於市場對於使用USB充電之裝置的需求快速成長,因此不符合規格與不相容的USB配件(例如纜線)進入市場的可能性
也大幅增加。識別不相容的USB產品成為極其重要的需求,特別是以USB PD為基礎的高功率充電設計。

 

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《 快充世界太紛雜,USB PD是王道 》 

 

眾所周知,快充標準天下紛爭,目前針對移動設備的有線快充標準就有10多種,既有來自高通、聯發科晶片組廠商的
協議,又有來自三星、華為等OEM廠商部署的各自專有協議,還有從計算機擴散到移送設備的USB-PD。
這些協議執行同樣的功能,即在移動設備和電源適配器之間進行通信,協商所需的電壓、電流來為移動設備提供更高
的功率,實現更快的充電效率。

快充標準自由地「誕生」與「成長」,既然有線快充依然是主趨勢,那麼快充世界標準不統一、各家標準不兼容的痛點
是否會得到解決呢?是否會有哪個標準豪氣地一統天下?

 

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「為了解決這一問題,USB組織為了解決這個問題推出了USB PD。」

「如果大家細讀USB PD協議,就會發現USB PD是一個交互性很強的協議,非常靈活,是目前市場上非常先進的充電
協議。鑒於時間、成本、技術成熟度、兼容性的考慮,USB PD將成為主要趨勢。」


基電力能科技將PD快充技術,目前運用在行動電源、充電器等多項產品上,讓產品不只是充手機更能充筆電,
大幅提升客戶要求的最大CP值,目前已成功設計出許多的產品給客戶,爾且市場反應相當好,替我們的客戶締造不少佳績。

 

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行動電源的設計專家→基電力能科技 / 無線充電的設計專家→POWERGENE / 手機與平板周邊產品的製造商→基電力能科技
 

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【基電力能科技將QC3.0快充技術,運用在那些產品上】

 

 

隨著手機的電池的容量越來越大,手機需要充電的時間需要更長,好在手機製造商,在多數新款手機皆已置入
所謂的【快充功能】,目前市售主要是高通推 Quick Charge 3.0 快充技術,0% 至 80% 只要 35 分鐘,大幅
降低手機充電的時數,堪稱最有效率的充電方式。

 

第三代充電技術 Quick Charge 3.0,在 QC3.0 技術下,一般手機只需充電約 35 分鐘,電量即可從 0% 增至 80%,
而沒有使用 Quick Charge 技術的傳統行動裝置,則可能需花費約 1.5 小時的時間。

 

 

 

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高通表示 Quick Charge 3.0 作為快速充電技術系列中的第三代技術,亦是此系列技術中第一個採用
「最佳電壓智慧協商」(Intelligent Negotiation for Optimum Voltage, INOV) 演算法的技術,
C3.0最大的改進,則是將「固定電壓」管理機制替換為「INOV」
(最佳電壓智能協商,Intelligent Negotiation for Optimum Voltage),允許輸入電壓從3.6V起步,以0.2V
(200mV)為單位,結合實時的電池溫度、轉換效率、電量等因素進行微調,並在允許的輸入電壓範圍(9V或12V)
內逐步提升或降低,而不像QC2.0隻能在5V/9V/12V中進行「非一即二」的暴力選擇。

 

目標是讓攜帶型裝置無時無刻都能做出判斷,以最適合的功率級別進行充電,將能源轉換效率最大化。

 

QC3.0 充電效率較 QC 2.0 提升最高達 38%,並有額外的機制用以保護電池壽命週期,若與高通的並聯
充電模組同時使用,Quick Charge 3.0 可提供:

比 QC2.0 提升最高達 27% 的快速充電速度,或減少最高達 45% 的功率耗損
比 QC1.0 快兩倍的充電速度
QC3.0 目前已經上市,可與 Snapdragon 820、620、 618、617、430 等多款特定高通 Snapdragon 
處理器選配使用,▲QC3.0 具有前向及後向兼容的特性,可與先前的 Quick Charge 版本及各種連接埠如 
USB Type-C 相容,同樣支持超快速充電,擁有獨立電路,亦通過了UL認證,確保品質與安全符合標準。

 

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▲ QC3.0 的介紹影片。

 

基電力能科技將QC3.0快充技術 運用在旅充、行動電源、車充等產品上,已成功設計出許多的產品提供給客戶,
市場反應相當好,替我們的客戶締造不少佳績。

 

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提高無線充電的效率,基電力能掌握那些關鍵

 

 

【無線充電互通性使用者體驗】

 

無線充電技術發展迅速,從市場來看,Apple導入無線充電技術,成為刺激無線充電產品
迅速普及的主要因素。

 

Powergene近幾年觀察到的趨勢,未來市面上將有不計其數的穿戴式裝置,
各家廠商所推出的「獨家充電器」亂象可能又要再度上演,因此無線充電的推廣有其必要性,
可以降低充電介面互通性問題的風險。除此之外,未來穿戴式裝置多具備防水防塵的特性,
無線充電技術亦非常適合此特性。


【無線充電效率( Wireless Chargin Efficiency)】 

 

實際上無線充電效率評比的方式在產業中並沒有統一,基電力能參考的是
Wireless Power Consortium(WPC)的效率評估標準,因WPC為目前推廣無線充電最有代表性的組織,其
代表標誌為Qi。


(WPC建議的無線充電的效率評估方式為):
效率(Efficiency) = 輸出電力(Battery Power)  / 輸入電力(DC in Power) 。


其無線充電計算方式會扣除變壓器所造成的損失,因變壓器的品質良莠不齊,所以並不算在其效益評估當中。
根據WPC的資料,目前整體充電效率約為60%。經過我們實測所得的資料如下,我們發現測試的

這些充電器,皆有超過WPC宣稱的60%充電效率的水準。但比起有線快充,仍有將近約20%的差距,如何提升效率仍是各家爭先較勁的課題。
 

 

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【目前市售無線充電產品的功率】
 

目前市面上無線充電的功率約有,5W / 7.5W / 10 W / 15W等功率產品,但功率越大也代表著產生的熱能也越多。
由於無線充電在工作過程中,會提高溫度,為了保護手機的鋰電池不受到高溫傷害,我們必須做到絕對控溫,所以在挑選產品時符合Qi標準與NCC認證,變得非常重要,Powergene設計的無線充電產品皆符合Qi標準與NCC認證,產品使用安全無虞

 

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【基電力能不斷精進,突破市售的一般功率產品】
 

在2018年基電力能,靠著努力不懈的工程師們,不斷實驗,終於突破15W功率
邁向19W的的功率

一、機構工程師成功將產品設計容易散熱的結構,利用材質與結構工程可以導熱與排熱,以維持良好的無線充電效率。

二、電子工程師在電路設計上,軟體設計與韌體掌握了良好的充電效率,造就19W的無線充電產品順利上市!爾後我們仍繼續朝著更大的無線充電功率為目標,不斷精進以符合在未來市場的需求與期待。

 

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【FOD 異物偵測】在無線充電中的重要性

 

無線充電產品的設計人員,必須因應眾多的挑戰。除了與磁性相關的問題之外,設計人員
也必須克服效率、機械封裝和電磁干擾(EMI)等障礙;此外,金屬異物(例如硬幣和鑰匙)
可能會干擾充電,因此也必須加以偵測(FOD 異物偵測)。

 

無線充電系統的傳送端與接收端間有一傳輸距離,當有金屬異物入侵此一充電區域範圍內時,
金屬異物會因電磁感應而產生高溫,極有可能造成設備毀壞及安全危害。因此,異物偵測
(Foreign Object Detection, FOD)是無線充電系統開發中,不可或缺的關鍵技術之一。

 

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金屬異物偵測安全設計,符合最新WPC Qi標準FOD首重功能

 

我們透過電力傳送線圈偵測異物,其主要技術係經量測參數變化以判斷異物存在與否,
量測之參數有傳送功率、效率、S 參數與品質因子等,但上述各參數皆會因傳輸距離的
不同而產生無法測定的變化,需透過複雜的感測電路設計及控制程式設計,方得以精準
判斷是否有異物入侵。

 

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市場上無線充電的功率 基電力能掌握前瞻

 

5W / 7W / 10W,最高可達到7.5W 的無線充電功率

 

蘋果宣布導入無線充電後,相關供應鏈也成為市場焦點,產品在 iPhone 8、iPhone 8 Plus、iPhone X 
宣佈支援 Qi 無線充電技術後,iPhone(更新到 iOS 11.2以後版本)最高可達到7.5W 的無線充電功率。
目前市面上都多以5W及7W的產品為市場主力。

 

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市面上已有多種無線充電產品

 

目前5W與7W的無線充電產品,常見的產品類別為無線充電盤、無線充電手機架、無線充電手機車架、
無線充電行動電源等,市場裡已經成熟發展出多種無線充電產品給予消費者相當多的選擇。

 

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19W的無線充電產品,令人驚豔

 

關於基電力能的充電產品,目前已經具備5W、10W及15W的解決方案,其中5W的產品早4年前就大量供貨,
RX無線接受器也在同時間大量出貨。5W應也用在穿戴領域及智慧手機相關領域。
基電力能在2018年9月推出19W的無線充電產品,令人驚豔無比,無線充電技術上總是領先同業,可見基電力能算是台灣無線充電的領導者。

 

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事實上,基電力能已經備妥充電板及行動電源類型的無線充電產品,一旦客戶下單,就能夠在最短時間出貨。
此外,基電力能也已經具備中低功率無線充電方案,採用採用32位元的微控制器(MCU),
能夠智慧管理無線電源傳輸,具備高性能及低功率優點,面對客製的許多要求,往往可以滿足客戶的想法。

 

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無線充電的介紹與運用

 

無線充電又稱為感應式充電,可讓您無需使用線纜,即可輕鬆為電子裝置充電。如需進行無線充電,
請準備下列兩項物件:充電器 (通常採圓盤、底板或基座的形式連接電源)。
智能手機、智能手錶或其他與無線充電相容的電子裝置。
現在您已準備好開始充電了!只要將手機放在充電底座上,即可立刻開始充電。

 

【無線充電的好處?】

 

方便

 

比起插入線纜,連接無線充電器更為快速簡單。只要將手機放置於充電器上
方即可開始充電,無需騰出另一隻手翻找線纜接上手機。無線充電器也能保
護您的手機免於重複插拔線纜帶來的損害,比起可能會出現磨損的充電線也
更為堅固。

 

保持電量充足

 

試想想,如果每次將 iPhone 或 Samsung 手機放下,就可以補充些許電量,該有多好?
有了無線充電,這不再是白日夢。無線充電器有各種形狀和尺寸,只要將其置於床頭櫃、
書桌,甚至是您的車內,讓最耗電的裝置全天候保持電量充足一點也不難。

 

 

速度

 

現在無線充電和傳統充電器的充電速度快一樣。
選擇預算內的無線充電產品,為您的智能手機迅速充電。

 

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【無線充電的三大標準】

 

三家無線充電聯盟制定標準

 

像手機有許多廠牌一樣,無線充電的標準也因為不同廠商,有不同的技術,過去全球有三大主要的
無線充電技術標準組織:PMA(Power Matters Alliance)、WPC(Wireless Power Consortium)、
A4WP(Alliance for Wireless Power),還有其他小廠自行研發的技術規格,這三家聯盟的充電規格
標準並不相容,因此如果你的手機是跟隨PMA聯盟制訂的標準時,就無法使用以WPC聯盟標準製成的充電器充電。
不過根據CNET和路透社報導,PMA 和 A4WP 已經整併,將結合磁共振和磁感應技術,打造出單一的無線充電規格,
未來甚至可能扭轉劣勢,吸引企業靠攏,超越對手WPC。

 

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Qi標準最受歡迎

 

那麼哪個聯盟的無線充電標準是最多廠商採用的呢?答案是WPC無線充電聯盟提出的
Qi標準,Qi的名字取自中文的「氣」,發音也與「氣」相同,根據WPC的官方資料,現在已經包過214家廠商加入WPC,
而採用Qi標準的廠商有Google、Microsoft、Samsung、HTC,而且連Apple Watch也是使用Qi標準。


根據6Wresearch全球市場研究機構的調查發現,無線充電發展到2018年將有90億美元的市場價值,這是綜合無線電波、
核磁共振、電磁感應等幾種無線充電技術的市值,為什麼這麼多廠商都喜愛無線充電技術,讓它的潛力無窮呢?

 

 

安全、耐用、方便的設計

 

有線充電使用的充電線,若使用不當會有漏電的疑慮,為了接上充電線,手機也需要設計插槽,無線充電讓手機無須
插槽也可接收電流,不僅讓手機設計更美觀,也減少了使用上漏電的機會。另外,充電線的耗損十分快,不管是micro USB埠的
充電線或iOS裝置的充電線都是,加上iOS裝置的Lightning有充電認證規定、價格不斐,耗損成本也更高了,而無線充電使用的是充電板,
若手機規格相容,一個充電板甚至可適用於多支手機,省去更換充電線的麻煩。
無線充電也較為人性化、方便,現下的無線充電板設計愈來愈時尚,可融入家庭或是辦公室的室內設計。

 

【無線充電線現階段仍有不足】

 

雖然不用插插拔拔方便了許多,不過無線充電還是有缺點,以充電效率來講,無線充電較有線充電來得低,畢竟不是直接將電流送進手機中,不過很多廠商已經在研發相
關的技術,提高無線充電的效率,相信在未來能夠克服這個問題。無線充電也無法在移動時使用,畢竟無線充電板還是需要連接插座,才能夠有電流供應,再利用電磁感
應提供電流給手機。目前的技術可以充電板+行動電源,就能夠為手機提供電源,但可能在未來Wi-Fi充電技術漸漸成熟後,出門只要帶手機就好,連充電板都省了

 

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【電子裝置應用最廣泛】

 

 

手機無線充電發展最快速

 

就如同前面提到的,Google、HTC、Samsung、NOKIA等手機廠商,紛紛採用Qi標準製作自家手機的無線充電板,Google的NEXUS系列、HTC的M7,
Samsung則是一直到最新的S6 EdgePlus都有支援無線充電。Iphone 7 ,Apple Watch則是採用磁吸式的方式,雖然
一樣有充電線,不過比多數智慧手錶來得稍微方便。

 

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有助於發展人體醫療裝置

 

喇叭、筆記型電腦、桌上型電腦、電動刮鬍刀、電動牙刷等生活中常見的產品,其實都可用無線的方式充電,最令人期待的可能還是和醫療
相關的發展。心臟疾病是常見的病症,未來人工心臟的需求可能漸增,不過人工心臟還是需依賴電力,如果要動手術更換電池,對人體亦有風險。
不少國內外的學術界及公司紛紛致力於研究無線充電技術,透過感應式充電或是核磁共振的方式,為人體內部的醫療裝置提供電源,台灣工研院與各大育成中心,
很有可能將技術投入商業化生產,相信不久的未來就能夠看到無線充電的人工心臟。

 

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【無線充電將怎麼改變生活】

 

電線的消失,可以為生活帶來很多改變,包含家居設計、及日常生活的行走模式,都有可能不同,不少廠商看到這樣的趨勢,
開始推出相關的產品及服務,以吸引更多的消費者。

 

(星巴克提供無線充電)-隨處有無線充電

 

對上班族來說,咖啡已經成為生活必需品,即使不是上班日,也會在週末跟朋友到咖啡廳坐坐,但往往店內插座有限,無法滿足所有人充電的需求。
星巴克也許是看到了消費者的需要,和電信業者合作在店內提供無線充電的服務,首先在美國推出,店內會提供不同充電插槽對應的轉換器,只要
插上就可以將手機放在桌上充電,也不用擔心充電線會干擾你做事,出門更不用帶著一條充電線,對消費者來說是一大福音。

 

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IKEA無線充電家具帶動風潮-無線充電家具

 

北歐的家具大廠IKEA推出無線充電家具。IKEA發現一般人的生活中,手機已經是最不離身的裝置,於是將電線及充電板至入家具中,
比如桌子、檯燈等等,手機只要放在家具的指定位置上就可以充電,過去用充電線可能不夠長,手機無法放在桌面上,無線充電家具
解決了這個問題,讓人在家裡移動時,不必一直插拔充電線,也無須擔心看不到手機,接收不到最新訊息,生活方便許多。

 

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【基電力能的無線科技】

 

我們目前開發了5W~19W的無線充電相關產品,我們控制了溫度上升影響效率的問題,輕量化與散熱的素材應用,
掌握較高的充電效率是我們不斷追求的目標,金屬異物偵測的安全性也是我們非常注重的,產品除了效率更具安全性。

 


 

手機與平板電腦周邊產品的製造商-基電力能科技POWERGENE
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拋開電源線束縛的USB新供電規範

 

– USB Power Delivery

 

除了提供方便、快速而又可靠的資料傳輸外,USB還有一個非常方便的功能,那就是透過介面的相接進行電力傳輸、也就是所謂的充電。

 

百瓦供電 Power Delivery打造多樣化應用可能

為了更加普及USB在不同裝置供電上的應用、並減少電源線的配置,全新的USB Power Delivery便應運而生。USB-IF於日前宣布了這項名為USB Power Delivery(簡稱PD)的電力傳輸規範,旨在透過高達100瓦的電力傳輸量,讓各種裝置均能透過單獨一條USB線纜滿足供電需求,而縮短裝置充電時間的優點,更能優化行動應用的便利性。其基礎技術架構(如圖二所示)就是在晶片組中透過電力儲存的功能,讓電力得以暫存、並傳輸至需要電力的裝置上,同時,Power Delivery具備雙向性的特點,容許裝置間在進行資料傳輸的同時一邊充電,省時便利的作法更加提升其使用上的效率,並不再需要傳統的電源線,使電源線材統一化。

 

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以圖三的實際應用情境為例作說明,在傳統的使用情境中,主機作為供電者,可以提供電力給相連接的螢幕顯示器、筆電、或硬碟;而手機和硬碟作為被供電者,則可吃主機或筆電的電;而若是螢幕顯示器和筆電都支援USB Power Delivery,則在此一技術架構下,螢幕顯示器和筆電都既可是供電者、也可以是被供電者,因此,當筆電電量不足或沒有攜帶電源供應器時,即可透過螢幕來供電,而當螢幕需要電力時,也可透過主機或筆電進行供電,這兩者也可以在其他裝置像是手機、硬碟等需要電力時,透過USB介面傳遞電力,並且與此同時仍能進行資料傳輸的任務。這樣雙向性的靈活運用,也使得USB Power Delivery此一規格成為各家廠商眾所期待的新技術應用。

 

 

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在高速傳輸介面之爭中,儘管Thuderbolt擁有比USB更快速的傳輸速度,但USB在功能上另闢蹊徑針對供電能力的大躍進,創造了未來更便利的使用情境,再加上USB介面在成本上的優勢、以及整個市場消費者的高接納度,在短期內必然也將持續佔據市場主導地位。相信在不久的將來,USB Power Delivery的標誌(如圖四)也將逐步滲透各式電子產品與應用場域。

 

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作為USB-IF所授權的指定測試實驗室,百佳泰始終追隨科技遞延的腳步實時更新技術能力與驗證深度,除了從USB Power Delivery規格推出初期便開始著手技術的瞭解、研究與掌握外,也將持續關注其他晚近規格像是SuperSpeed Inter ChipSSIC)以及各規格未來版本的鑽研。

 

 

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市面上的這些快速充電技術

 

你了解多少?

 

2015年,支持快速充電技術的移動設備越來越多,如果一部手機不支持快速充電技術已經不好意思說自己屬於這個夢想的時代。

蘋果、三星、高通、MTK、Intel等各大品牌都有各家的快速充電品牌,它們之間應該如何區別?兼容性又如何呢?

 

到底什麼是快速充電技術?

 

對於快速充電技術並沒有一個確切的定義,廣義上講,各品牌的充電技術都是稱為快速充電技術,市面上有幾個品牌充電技術:
 

高通的Quick Charge 1.0~3.0(QC)、MTK的MTP Pump Express

USB的Power Delivery............等等。而從技術特徵上分析,它們的共同之處是輸出功率大於市面上最常見的USB充電器的5W(5V/1A)

 

目前為什麼需要快速充電技術?

 

目前的手機大都使用了內置式不可拆卸電池設計,可以利用快速充電技術,手機可以大大縮短充電時間,

用戶體驗明顯提升,使用了你就離不開它。

 

 

快速充電技術的分支,
 

目前的充電標準一共分為下面幾種:

 

(A) USB標準

(B) 蘋果標準

(C) 高通標準

(D) MTK標準

 

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一、USB標準

 

USB標準又分為:

USB 1.0、2.0:5V/500mA;

USB 3.0:5V/900mA;

USB Battery Charge 1.2(BC1.2):5V/500mA、5V/1.5A;

USB Type-C:5V/500mA、5V/900mA、5V/1.5A、5V/3A;

USB Power Delivery 2 v1.1:5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A;

USB Type-C接口的充電器可以為手機提供15W(5V/3A)的充電功率
 

二、蘋果標準

 

蘋果的iOS設備接口基於USB,接口電源的規格比較簡單,分為5V/1A、5V/2.1A兩種,都是通過在充電器的D+和D-配置不同的識別電阻進行識別。

5V/1A:iPhone、iPod Touch都使用5V/1A的充電規格,充電使用;

5V/2.1A,提供給iPad、iPhone帶Plus充電使用;

相對來說蘋果iPhone的電池容量小,充電技術也比較單一,需求方面暫時沒有出現什麼問題,iPad電池容量大,5V/2.1A的充電規格出現得比較早

 

usb_type-c_apple_macbook2.jpg

 

三、高通標準

 

高通在今年9月15日發布了Quick Charge 3.0(QC3.0),比起還沒全面普及的QC2.0技術 提升了27%的充電速度,減少功率損耗45%。高通快速充電使用的是提高電壓的方式來減少線損,高通到目前一共有三代快速充電技術,分別是:

高通QC1.0:輸出規格5V/2A,基本都是驍龍600平台;

高通QC2.0:輸出規格5V/9V/12V三檔,最大電流3A,也就是目前使用最廣泛的一種快速充電技術;支持的平台包括了驍龍200/400 /410/615/800/801/805/810,另外也授權給其他廠商使用,例如三星的快速充電技術、Intel的BoostMaster快速充電技術其實也屬於高通QC2.0;;

高通QC3.0:使用了被稱為最佳電壓智能協商(Intelligent Negotiation for Optimum Voltage,INOV)的算法,支持3.6V到20V的工作電壓動態調節,以200mV為步進。兼容的平台包括了高通驍龍820、620、618、 617和430,並且向下兼容QC2.0和QC1.0的設備,可以使用在USB Type-A接口、USB micro接口和USB Type-C接口上。

 

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四、MTK的Pump Express快充技術

 

MTK的MTP Pump Express快充技術分為兩種,一種帶Plus一種不帶Plus,帶Plus的可以支持到9V/12V,從規格來看,普通的Pump Express支持前者,充電電流不超過2A,而支持Pump Express Plus的產品則可以達到12V/3A,這一類產品目前市面上比較少,魅族的移動電源和魅族支持mCharge的手機屬於這一類產品。

 

MTK官方規格

 

除了以上4種使用廣泛的快速充電技術,另外還有一種叫VOOC的閃充技術,來自於OPPO,也就是文章開頭所提到的「充電5分鐘,通話兩小時」這句廣告語所使用的充電技術。OPPO使用的做法是採用了高達4.5A的電流對電池進行充電,配合8觸點電池和7Pin的USB接口,增加傳輸的觸點數量有利於減少接觸損耗,本來MicroUSB接口只有寥寥幾個Pin無法承受大電流也得到改善,這也屬於快速充電的一種, 但不屬於平台化的產品,並沒有普及。

 

以上介紹的都是市面上存在的快速充電技術,各家都基於USB接口,但兼容性上又有所差異,使用USB Type-C接口一類的新手機幾乎都必須使用原配的充電器才能進行快速充電,由於接口方面的因素,第三方適配的產品很少。

 

vooc3.jpg

 

01.高通QC技術的手機必須使用支持高通QC技術的充電器才可以實現快充。

 

02.MTK的PE支持的產品則比較少,只有魅族和聯想的少量MTK機型支持,也必須搭配自家的充電器或者是移動電源才能實現。

 

03.對於蘋果iPhone用戶來說,帶Plus的iPhone要進行快速充電,就必須使用5V/2.1A的iPad充電器了,第三方的高通QC或 MTK PE的移動電源不一定能夠完美支持iPhone快速充電的。總的來說,還是用原配的充電器比較靠譜。

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iPhone 新款無線充電傳升級,

 

銅線線圈拚主流

 

蘋果 iPhone 新款無線充電傳新進展。拓墣產業研究院報告預期,今年新 iPhone 至少有一款無線充電改採銅線線圈方案,也將是未來無線充電發展趨勢。

 

拓墣產業研究院日前報告預期,今年 3 款新 iPhone 將更新無線充電技術,設計上將做出調整,其中至少有一款將捨棄 FPC 線圈,改採銅線線圈方案。

 

從技術來看,報告指出,銅線線圈成本較 FPC 低,銅線線圈電阻較小,也能抵銷功率升高後產生的熱效應,因此能以更低成本提升無線充電效率,卻又不會過度升溫。

報告預期,功率更高且效率提升,將是無線充電發展的主要趨勢,線圈方案預計將從 FPC 改為銅線繞線圈。

 

從無線充電規格來看,拓墣產業研究院指出,目前數位消費電子產品以 Qi 規格主導,Qi 規格目前最新版本是今年 3 月正式發表的 1.2.4,重大更新再於把蘋果使用的定頻調壓方案,納入 Qi 規格的認證標準。這也代表未來若要通過 Qi 認證的快充方案,都要採用目前蘋果使用的架構。

 

中國科技網站充電頭網日前引述供應鏈消息報導,今年蘋果 3 款新 iPhone 都將支援無線充電功能。

 

國外科技網站 Appleinsider 分析,蘋果可能會採用更先進的線圈系統,可能比 Qi 標準的線圈系統更佳。蘋果深耕無線充電技術。國外科技網站 Patently Apple 日前報導,蘋果 Apple Watch 和其他 iOS 裝置,可採用螺線管(solenoids)設計進行無線充電。

 

外媒日前報導,一項歐洲專利顯示,蘋果正在研發有關磁感應(magneto-inductive)技術,未來的 iOS 裝置可以透過磁感應技術,在水面下進行無線充電,而不需要回到船上充電。

 

南韓媒體網站 ET NEWS 先前推測,不排除蘋果發展自己的無線充電標準規格。Patently Apple 先前報導,蘋果設計可讓 iPhone 無線充電的充電盒,採用毫米波(millimeter-wave)技術進行無線傳輸。

 

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外媒先前報導,蘋果在感應饋電技術(inductive power transmission)有明顯進展,相關專利顯示,蘋果可透過鑲嵌感應饋電線圈配置設計,針對多重裝置充電。(作者:鍾榮峰;首圖來源:pixabay



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