Iphone8, kablosuz şarj endüstrisini yükselmeye yönlendiriyor. Hangi teknik zorlukların çözülmesi gerekiyor?
"ELEXCON2017 Shenzhen Uluslararası Elektronik Fuarı, bu yıl özel bir" Kablosuz Şarj Bölgesi "oluşturacak ve yurtiçi ve yurtdışındaki ana teknoloji sağlayıcılarını ve yeni teknoloji şirketlerini katılmaya davet edecek. Şu andan itibaren ELEXCON2017, kablosuz şarj ve pazar etkin noktalarını takip etmeye devam edecek, bu yüzden bizi izlemeye devam edin! "
Kablosuz şarjın ana avantajı, telefonun şarj cihazına veya masaüstüne rahatça yerleştirilebilmesi ve dağınık kablolar olmadan şarj edilebilmesidir. Bu büyük bir sorun gibi görünmeyebilir, ancak tüketiciler kablosuz şarjı bir kez deneyimledikten sonra, kabloları takıp çıkarmanın neden olduğu rahatsızlık çağına asla geri dönmek istemeyecekler.
Evlerde, ofislerde, arabalarda, otellerde ve eğlence mekanlarında şarj cihazlarının sayısının artması ve yaygınlaşmasıyla, kullanıcıların artık piller konusunda endişelenmesine gerek kalmayacak ve kullanıcı sayısı artmaya devam edecek. Bu da pilin ömrünü uzatır. Ek olarak, kablosuz şarj aynı zamanda konektör aşınmasını azaltmak, güvenilirliği artırmak ve sistemin su geçirmez ve toz geçirmez performansını güçlendirmek gibi başka faydalar da sağlar.
Cep telefonları zaten kablosuz şarjla donatılmış
Kablosuz şarj, bir zamanlar Samsung dahil cep telefonu üreticileri tarafından Apple'ın ötesinde büyük bir satış noktası olarak görülüyordu, ancak kablosuz şarjın sadece gerekli ve standart olmadığı görülüyor. Kablosuz şarj piyasası yavaş ilerliyor gibi görünse de, aslında, birkaç yıllık gelişmeden sonra, kablosuz şarj hızlı bir gelişme aşamasındadır. Sektör uzmanları, 2017'nin sonunda dünyadaki akıllı telefonların yarısından fazlasının kablosuz şarj ile donatılacağını ve kablosuz şarjın 2020'de sektör standardı haline geleceğini tahmin ediyor. Araştırma kuruluşu IHS'nin tahminlerine göre 2016 yılında 25'ten fazla akıllı telefon, 20 akıllı saat, 200 şarj pedi, 150 akıllı telefon kılıfı ve 50 araba modeli kablosuz şarj sağladı. Bu nedenle yazar, kablosuz güç teknolojisinin bu aşamada ilk uygulama teknolojisi açığını aştığına ve penetrasyon oranının yakın gelecekte artmaya devam edeceğine inanıyor.
Bu yıldan itibaren iphone8'in kablosuz şarj ile donatılacağı haberi giderek daha doğru hale geldi.Apple'ın Broadcom'un kablosuz şarj modülünü kullanacağına dair söylentiler var. WPC Wireless Charging Alliance'ın başkanı Menno Treffers, "Apple'ın eşyalarını değerlendirmek bizim için uygun değil. Sadece Apple'ın gerçekten WPC Alliance'a katıldığını söyleyebilirim." Dedi. 2017 yılında 300 milyonu cep telefonu olmak üzere 325 milyon kablosuz şarj ürünü olacağını söyledi. Aynı zamanda 75 milyon kablosuz cep telefonu şarj cihazı olacak. 2020 yılına kadar kablosuz şarjlı cep telefonları 1 milyara, 20252 milyara ve şarj ekipmanı 2021'de 500 milyona ulaşacak. Tüm ev tipi şarj cihazları qi standardını destekleyebilir.İstatistiklere göre 400'den fazla şarj ürünü piyasaya sürüldü.Mevcut pazar büyüklüğü yılda 60-80 milyon ve potansiyel pazar 500 milyona ulaşıyor. Bunların arasında, araba kablosuz şarjı başka bir büyük pazar, 66 araba şu anda qi kablosuz şarjı destekliyor.
Yakın zamanda WPC Alliance'ın en üst düzey üyelerinden biri olarak Apple, Shenzhen'de düzenlenen WPC Global Wireless Charging Alliance Konferansına da katılmış, bir anlamda iphone8'in kablosuz şarj işlemine katıldığı bilgisi ispatlanmıştır. Huawei, OPPO, VIVO, Gionee, Nubia, Meizu ve TCL gibi yerli cep telefonu üreticileri, kablosuz şarjla büyük ilgi gösterdi.
Cep telefonu tam ekran + optik parmak izi tanıma + 3D kavisli cam bu yıl kademeli olarak bir trend haline geldiğinden, kablosuz şarj teknolojisi tasarım ve sinyal koruma için tam ekran cep telefonlarının ihtiyaçlarını iyi karşılayacaktır. Ek olarak, gelecekteki 5G iletişim teknolojisi cep telefonu güç tüketimine olan talebin artmasıyla birlikte, cep telefonunun pil ömrü büyük bir sorun haline gelecektir. Sektörde ortaya çıkan sözde "paylaşılan güç bankası" kavramı şu anda cep telefonu pil ömrü sorununu paylaşım ekonomisi perspektifinden çözmeye çalışmakta olup, kablosuz şarj temelli paylaşılan iş modelinin daha değerli ve umut verici olacağı açıktır.
Apple, cep telefonu endüstrisi için hala bir teknoloji göstergesi rolüne sahip, bu nedenle Apple'ın kablosuz şarj teknolojisini benimsemesi, çeşitli Çin cep telefonu markaları da dahil olmak üzere tüm cep telefonu endüstrisi üzerinde büyük bir etkiye sahip olacak. Apple'ın kablosuz şarjlı yeni nesil cep telefonlarıyla, kablosuz şarj yuvaları kuran daha fazla kamu tesisi olacak. Çin pazarı, İnternet, paylaşım ekonomisi modeli, sermaye işlem modeli gibi benzersiz gelişme genlerine sahiptir ve hatta dış pazarları aşmıştır. Birçok uygulama senaryosu, büyük bir tüketici tabanı ve daha güçlü bir patlama vardır. Tabii ki, yerli cep telefonu üreticilerinin kablosuz şarjı takip etmeleri için tasarım döngüsünün tasarım, deneme üretimi ve doğrulama için bir ila bir buçuk yıl alması bekleniyor. Genel olarak, cep telefonu kablosuz şarjının patlama süresi 2017'nin sonundan 2018'e kadar görünecek.
Standart anlaşmazlık, kablosuz şarj kullanıcı deneyimini etkileyen ana teknik zorluklar?
Apple düzeyinde pazarı büyütecek şirketlerin eksikliğine ek olarak, kablosuz şarjın popülerliğini etkileyen önemli bir neden, teknolojide hala bazı farklılıklar olması ve bu da kullanıcı deneyiminde sorunlara yol açmasıdır. Samsung, Galaxy 5'ten beri kablosuz şarjı benimsiyor ve piyasayı sürdürememesinin nedeni, ilk nesil kablosuz şarj teknolojisinin mükemmel olmaması, noktadan noktaya şarj ve zayıf kullanıcı deneyimi olmasıdır.
Bir kablosuz şarj ürününün deneyimini değerlendirmek için üç ana gösterge vardır: verimlilik, özgürlük ve güvenilirlik. Verimlilik, şarj hızı ve daha yüksek enerji transferi anlamına gelir; özgürlük derecesi, tüketici deneyimi ve kablosuz şarj alanı kullanma sahneleri sürekli olarak gelişmektedir ki bu, bobinin tasarımı için çok önemlidir; metal bir manyetik alana maruz kalırsa yabancı cisim algılama gibi güvenilirlik, Ateşe neden olur.
Kablosuz şarj için iki standart
Kablosuz şarj teknolojisine aşina olanlar şu anda iki temel kablosuz şarj teknolojisi olduğunu biliyor: manyetik rezonans (Qi) ve manyetik indüksiyon teknolojisi (A4WP). Daha sonra, iki ana standart olan ARWP ve PMA birleşmeyi duyurdu ve ittifak AirFuel Alliance (AirFuel) olarak yeniden adlandırıldı. Orta ve yüksek güçte şu anda çok istikrarlı bir uygulama senaryosu yok ve pazar net değil; 15W'ın altındaki küçük ve orta güç pazarında Apple, yılın başında WPC kablosuz şarj ittifakına katılırken, Apple'ın piyasaya süreceği kablosuz şarjlı cep telefonu da Qi standardıyla uyumlu olacak. Qi'nin ana endüstri standardı olması bekleniyor.
Şu anda, piyasadaki en yaygın kablosuz şarj teknolojisi manyetik indüksiyondur ve çoğu ürün WPC (Qi) standartlarıyla uyumludur. Yüksek verimli, uygun maliyetli çözümler, Qi'yi uygulama alanı rekabetinde açık bir kazanan yapar. Nispeten konuşursak, manyetik rezonans, yer ve yerleştirme özgürlüğü açısından daha büyük avantajlara sahiptir, ancak yine de zayıf verimlilik, EMI ve daha yüksek verici maliyetleri tarafından engellenmektedir. Bu nedenle, manyetik indüksiyonla karşılaştırıldığında, manyetik rezonans şimdiye kadar önemli ölçüde daha az altyapı oluşturmuştur.
Birinci nesilden üçüncü nesil kablosuz şarj çipleri
Gelecekteki teknik yol şu anda özellikle net olmadığından, büyük kablosuz şarj yongası üreticileri tüm standartları karşılamak için çok modlu ürünleri benimseme eğilimindedir. Echong Wireless CEO'su Pan Siming, birinci nesil kablosuz şarjın esas olarak uzun süredir aksesuar pazarında popüler olan tek modlu qi olduğunu; ikinci nesil kablosuz şarjın iyileştirilmiş, çift modlu olduğunu ve yalnızca noktadan noktaya modu desteklediğini söyledi, ancak Şarj etme özgürlüğünün sınırlamaları vardır; üçüncü nesil kablosuz şarj çipi, özgürlük deneyimini daha da artıracaktır. EasyCharging Wireless'ın yonga yapısı doğrultucu köprüsü, yüksek frekans ve düşük Rdson'da çalışabilen N-FEF'den oluşur.Voltaj regülatörü, harici devreyi esnek bir şekilde kontrol edebilen ve şarj özgürlüğünü büyük ölçüde artıran BLE modülüne bağlanabilen buck'dır. Ek olarak, üçüncü nesil kablosuz şarj çipinin maliyeti daha düşük olabilir.Örneğin, geçmişte 80 bobine ihtiyaç vardı, ancak bugün aynı etkiyi elde etmek için sadece 10 bobine ihtiyaç var ve maliyet 100 yuan'ın altında olabiliyor.
Ayrıca cep telefonlarının işleve daha fazla sahip olması, pil kapasitesi gittikçe artıyor ve cep telefonu anakartları küçülüyor, mevcut cep telefonlarının iç yapısını değiştirmemeye çalışırken kablosuz şarj devresinin cep telefonu anakart PCB'ye entegre edilmesi gerekiyor. Yukarıdakiler, tasarım için bir zorluk teşkil etmektedir. Şu anda, toz, temel hammaddelerden kangal yassı tellere kadar çeşitli araştırma ve geliştirme yoluyla genel bobin modülünün kalınlığının azaltılması gerekmektedir. Yichong Wireless ve Sunlord Electronics tarafından aynı güç altında ortaklaşa geliştirilen MQPRF yassı bobin, alt tabakanın kalınlığını azaltır ve emaye tel film, FPC bobinininkinden daha incedir ve bobinin iletim verimi daha yüksektir, bu da 0.23 mm olabilir. Kalınlık benzerlerinin 0.3 mm kalınlığından çok daha küçüktür.Aynı zamanda, özelleştirilmiş gereksinimleri sağlayabilir ve iyi bir termal yönetim performansına sahiptir. Gelecekte bu değerin daha fazla düşme ihtimali var ve 0,2 mm'ye kadar düşebileceği bildiriliyor. Bu, kablosuz şarj modüllerinin gittikçe daha ince hale gelen akıllı telefonlara dahil edilmesine çok yardımcı oluyor.
İster kablolu şarj ister kablosuz şarj olsun, cep telefonu şarj işlemi sırasında ısınır ve yüksek güçlü hızlı şarj sırasında cep telefonu daha da ısınır, bu nedenle cep telefonunun kablosuz şarj işlemi sırasında mükemmel ısı yönetimine sahip olması gerekir. Şu anda, termal yönetim uygulama yöntemlerinin çoğu, IC aşırı sıcaklık koruma noktasına ulaştığında çalışmayı durduracak ve IC sıcaklığı güvenli bir çalışma sıcaklığına düştükten sonra yeniden başlayacaktır.Bu, şarj süresini büyük ölçüde uzatacak ve kullanıcı deneyimini azaltacaktır.
Ayrıca, kablosuz olarak şarj olurken cep telefonunun diğer işlevlerini etkilememek için, cep telefonunun diğer modülleri ile birlikte var olmak ve birlikte çalışmak da gereklidir. Örneğin, cep telefonu kablosuz olarak şarj olurken ve kullanıcı cep telefonunda da film izlerken, kullanıcı kesinlikle kablosuz şarjın LCD ekranı etkileyeceğini (şerit veya ekran dokunma hatası) görmek istemez; bir başka örnek ise kablosuz şarj ücretsizken cep telefonudur. Bir çağrı hakkında konuşurken, kullanıcının kesinlikle duymak istemediği ses aralıklıdır. Yukarıdaki durumu önlemek için sadece mükemmel bir kablosuz şarj devresi tasarımı değil, aynı zamanda mükemmel bir cep telefonu yapısı tasarımı, bobin tasarımı, elektromanyetik uyumluluk tasarımı ve güvenilirlik testi gereklidir.
Paylaşımlı şarj mı? Gelecekte kablosuz şarj için yeni uygulama senaryoları?
Şu anda, ana kablosuz şarj uygulamaları, cep telefonlarının ve akıllı saatlerin şarj edilmesidir. Yazar, gelecekteki kablosuz şarj uygulama alanının çok büyük olacağına inanıyor. Örneğin paylaşımlı şarj modunda akıllı telefonlar kablosuz olarak şarj edilmesinin yanı sıra iki yönlü güç kaynağı olarak da kullanılabilir. Bu yeni konsept, akıllı telefon kullanıcılarının akıllı saatlerini veya aksesuarlarını şarj etmek için telefonlarından bir miktar elektrik "ödünç" almalarına izin veriyor. Bu nedenle, gelecekteki kablosuz şarj, cep telefonlarının ve cep telefonlarının birbirini şarj etmesini destekleyecektir.
Ek olarak, otomotiv pazarı, diğer kablosuz teknolojilerle birlikte ideal uygulamalar sağlar ve kullanıcılara eksiksiz bir kablosuz deneyim sunar. Arabanıza girerken hayal edin: telefonunuzu sürücü ve yolcu koltukları arasındaki şarj pedine koyun. Cep telefonları, şarj etmek ve arabaların kullanıcıları tanımasına izin vermek için Qi kablosuz şarj kullanmaya başladı. Koltuk konumu ve ayna, önceden belirlenmiş tercihlerinize göre ayarlanır. Ardından telefon internete wifi (veya başka bir şekilde) üzerinden bağlanır, en sevdiğiniz müziği çalmaya başlar, kişi listenizi yükler ve bir sonraki hedefinize gider. Bu, kablosuz güç aktarımı ile kablosuz veri aktarımını birleştiren eksiksiz bir kablosuz deneyimdir.
Gelecekte, kablosuz şarj ve gönderme cihazlarının evlerde, ofislerde (genellikle mobilya veya elektronik ekipmanlara gömülü), arabalarda, restoranlarda ve halka açık yerlerde ve toplu taşıma araçlarında büyümesini göreceğiz. Kablosuz şarj teknolojisi açısından bakıldığında, gelecekte iletim gücünü daha da artırma, iletim sıcaklığını düşürürken şarj süresini kısaltma ve daha yüksek serbestlik dereceleri için bir trend haline gelecektir.
ELEXCON2017 Shenzhen Uluslararası Elektronik Fuarı ve Gömülü Sistem Gösterisi Hakkında: Güney Çin'deki en büyük profesyonel elektronik ve gömülü teknoloji fuarı olan ELEXCON2017, 21-23 Aralık 2017 tarihlerinde Shenzhen Kongre ve Sergi Merkezi'nde yapılacak. Bileşenlerden sistemlere, tasarımdan üretime, ELEXCON2017, gömülü, Nesnelerin İnterneti, güç elektroniği, insan-bilgisayar etkileşimi ve biyometri, kablosuz şarj, Tıbbi elektronikler, sensörler, elektrikli araçlar, akıllı üretim vb. Daha fazla ayrıntı için lütfen şu adresi ziyaret edin: www.elexcon.com
