該標(biāo)準(zhǔn)是由中國通信工業(yè)協(xié)會品控自律聯(lián)盟、中國通信工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)委員會牽頭,工信部電子產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)工作組、工信部鋰離子電池安全標(biāo)準(zhǔn)特別工作組、中國綠色電池聯(lián)盟、全國無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會信息技術(shù)設(shè)備/多媒體設(shè)備和接收機(jī)的電磁兼容分技術(shù)委員會、中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所等組織共同參與編制。
第一部分:無線充電產(chǎn)業(yè)。首先分析了無線充電產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。回顧2017年?duì)顩r,有3.25億無線充電產(chǎn)品,其中3億為移動電話。另外有0.75億手機(jī)充電器。
隨著使用量的飛躍,無線充電市場激增,按照這一趨勢,預(yù)測2020年將有10億部手機(jī),2025年將有20億部手機(jī),2021年將有5億無線充電器。
無線充電應(yīng)用產(chǎn)品多種多樣,包括:手機(jī)及周邊產(chǎn)品、家用電器、汽車等。
第二部分:無線充電技術(shù)。首先集中介紹了市面各類無線充電標(biāo)準(zhǔn),包括Qi標(biāo)準(zhǔn)、Rezence標(biāo)準(zhǔn)、PMA標(biāo)準(zhǔn)。
Qi標(biāo)準(zhǔn)是全球首個(gè)無線電能傳輸技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織WPC無線充電聯(lián)盟推出的無線電能傳輸接口標(biāo)準(zhǔn),它采用最為主流的電磁感應(yīng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了智能設(shè)備以5W和15W的功率進(jìn)行無線電能傳輸,同時(shí)提供了電動工具、廚房電器等設(shè)備在功率等級達(dá)到數(shù)十瓦乃至上千瓦時(shí)的無線電能傳輸?shù)募夹g(shù)方案。
Rezence標(biāo)準(zhǔn)是由A4WP聯(lián)盟(Alliance for Wireless Power)開發(fā)的基于磁共振原理的無線電能傳輸接口標(biāo)準(zhǔn),高標(biāo)準(zhǔn)支持最大傳輸功率50W,最遠(yuǎn)距離5cm的無線電能傳輸,工作頻率為6.78MHz。它還定義了藍(lán)牙連接方式,用于控制功率級、識別有效負(fù)載、保護(hù)不兼容設(shè)備。
PMA標(biāo)準(zhǔn)是由PMA聯(lián)盟(Power Matters Alliance)發(fā)布的基于電磁感應(yīng)技術(shù)的無線電能傳輸標(biāo)準(zhǔn),該技術(shù)支持最大傳輸功率5W,最遠(yuǎn)距離5mm的無線電能傳輸,工作頻率為358KHz。
2015年6月,A4WP聯(lián)盟與PMA聯(lián)盟合并,組建了一個(gè)新的非營利性技術(shù)組織——AirFuel無線充電聯(lián)盟,Rezence標(biāo)準(zhǔn)成為其主推技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
其次,對比Qi標(biāo)準(zhǔn)及Rezence標(biāo)準(zhǔn),從技術(shù)原理、技術(shù)特征、頻率范圍、工作距離、支持功率、通信方式幾個(gè)方面對比他們的不同之處。
第三部分:Qi技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化。
Qi標(biāo)準(zhǔn)由WPC聯(lián)盟開發(fā)和維護(hù),目前已在奧地利全會上通過了最新的1.2.4版本。Qi標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無線電能傳輸設(shè)備的接口要求、性能要求、兼容性要求,以及一致性測試規(guī)范。同時(shí)WPC聯(lián)盟還主要發(fā)布以下三個(gè)技術(shù)文件:接口定義、符合性測試、參考設(shè)計(jì)。
Qi無線充電系統(tǒng)由充電基站和一個(gè)或多個(gè)移動設(shè)備組成。基站包括一個(gè)或多個(gè)功率發(fā)射器。移動設(shè)備包含一個(gè)電源接收器。
講解Qi無線充電系統(tǒng)機(jī)械接口以及Qi無線充電系統(tǒng)控制狀態(tài)圖。
詳細(xì)講解Qi標(biāo)準(zhǔn)無線充電技術(shù)。Qi是一種基于線圈間近場電磁感應(yīng),從基站到移動設(shè)備的非接觸式電能傳輸技術(shù),其主要特點(diǎn)有:
1、支持最高傳輸功率約為5W的基準(zhǔn)功率范疇(Baseline Power Profile)電能傳輸,同時(shí)通過合適的次級線圈(外部尺寸約為40mm)可支持最高傳輸功率約為15W的擴(kuò)展功率范疇(Extended Power Profile)電能傳輸。
2、工作頻率通常在87~205KHz。
3、提供多線圈的傳輸方式,充電時(shí)給移動設(shè)備的位置放置帶來更大的自由度。
4、簡單的通信協(xié)議,使移動設(shè)備能夠完全自主控制電能傳輸過程。電功接收器(Power Receiver)通過幅移鍵控(ASK)的調(diào)制方式向電功發(fā)射器(Power Transmitter)傳送請求和其他信息,電功發(fā)射器通過頻移鍵控(FSK)的調(diào)制方式向電功接收器提供同步和其他信息。
5、支持異物檢測。該功能是基準(zhǔn)功率范疇的設(shè)備可選的功能,擴(kuò)展功率范疇的設(shè)備必選的功能。
這部分講解Qi產(chǎn)品認(rèn)證策略:WPC聯(lián)盟的實(shí)驗(yàn)室有兩類,符合性測試實(shí)驗(yàn)室(ATL)和互操作性測試實(shí)驗(yàn)室(IOC)。所以,Qi的認(rèn)證包括符合性認(rèn)證和互操作性認(rèn)證。
符合性測試服務(wù)僅由ATL提供,使用經(jīng)過驗(yàn)證的測試設(shè)備。全球范圍內(nèi)ATL有11家,產(chǎn)品廠商可以自由選擇在任一ATL進(jìn)行測試,CESI實(shí)驗(yàn)室是設(shè)在深圳的一家ATL。
互操作性測試是Qi產(chǎn)品認(rèn)證過程中的強(qiáng)制部分,主要測試新產(chǎn)品與大量先前認(rèn)證過產(chǎn)品的兼容性,目標(biāo)是確保新進(jìn)入市場的產(chǎn)品與其他所有已經(jīng)投放市場產(chǎn)品能夠良好互通,僅ATL執(zhí)行的符合性測試不足以保證互操作性。目前,全球僅有兩家IOC,比利時(shí)的Eurofins和韓國的TTA,每個(gè)IOC都維護(hù)一個(gè)認(rèn)證產(chǎn)品庫。
認(rèn)證流程為:加入聯(lián)盟、ATL測試、IOC測試、聯(lián)盟認(rèn)證。
第四部分:無線充電國際標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)。
國際標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布:
ISO/IEC 15149-1:2014 信息技術(shù) 系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 磁域網(wǎng) 第1部分:空中接口。
ISO/IEC 15149-2:2015 信息技術(shù) 系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 磁域網(wǎng) 第2部分:帶內(nèi)無線電力傳輸控制協(xié)議。
ISO/IEC 15149-3:2016 信息技術(shù) 系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 磁域網(wǎng) 第3部分:擴(kuò)展范圍的中繼協(xié)議。
ISO/IEC 15149-2:2015 信息技術(shù) 系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換 磁域網(wǎng) 第4部分:安全鑒別協(xié)議。
國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃修改采用上述國家標(biāo)準(zhǔn),并在其基礎(chǔ)上增加無線充電協(xié)議符合性測試標(biāo)準(zhǔn)。
本次無線充電團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作,是為滿足無線充電相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而發(fā)起的。修訂工作對于促進(jìn)行業(yè)發(fā)展具有重要意義,對企業(yè)自身的發(fā)展壯大也十分重要。
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