前言
近年來,無線快充技術發展迅猛,越來越多的手機及數碼設備都開始支持無線快充。對于普通消費者而言,這項技術,讓充電拜托了線材束縛,讓充電場景變得簡潔而安全。極大提升了充電的用戶體驗。所以,無線快充技術備受青睞一點也不意外,然而與有線充電技術一樣,無線快充技術雖然看著更炫酷,更有科技感,一樣有它自己的充電規范。
無線快充的充電規范,目前有很多種,其中有一類規范是名叫WPC的組織制定的,這項規范想必你越有所耳聞了,它就是風頭正盛的Qi(第四聲)協議。下面就由充電頭網帶大家揭開Qi不怎么神秘的面紗。
認識Qi
要了解無線快充協議Qi,我們需要先認識制定Qi的組織——WPC。
WPC簡介
WPC全稱Wireless Power Consortium,中文名為“無線充電聯盟”,創建于2008年12月17日,是全球首個推動無線充電技術的標準化組織。截止到2023年5月WPC共有會員315家,聯盟成員本著一個共同的目標展開合作:實現所有無線充電器和無線電源在世界范圍的全面兼容。為此他們制定了無線快充技術的諸多規范。
制定標準
隨著無線充電技術不斷演變進化,其應用范圍已由消費類手持設備拓展到眾多新領域,如筆記本電腦、平板電腦、無人機、機器人、車聯網以及智能無線廚房。WPC針對多種多樣的無線充電應用制定并維護了一系列標準,其中包括:
Qi標準,面向智能手機和其他便攜移動設備。
Ki無線廚房標準,面向廚房電器,可支持最高2200W的充電功率。
輕型電動車(LEV)標準,更加快速、安全、智能和方便地在家中和旅途中為電動自行車和滑板車等輕型電動車進行無線充電。
工業無線充電標準,用于安全便捷的無線電力傳輸,為機器人、AGV、無人機和其他工業自動化機械充電。
市場上現在有9000多種通過Qi認證的無線充電產品。WPC通過其遍布全球的獨立授權測試實驗室來檢驗產品的安全、互操作和適用性。
會員類型
WPC根據會員繳納的年會費,將會員劃分為三大類型,不同類型享受不同的服務和權限,以下是會員詳情:

1、準會員(Associate Member):出席WPC大會,并擁有發表提議的權力;可訪問WPC規范審查草案。
2、應用會員(Adopter Member):可出席WPC大會,并擁有發表提議的權力;可訪問WPC規范審查草案;在Qi認證產品數據庫中可以無限制免費登記產品。
3、常規會員(Regular Member):可享受WPC會員的所有權限。
根據不同會員級別,繳納的會費也不一樣,以下為不同等級會費繳納詳情:

會員數量
截至2023年7月5日,全球共有328家企業成為WPC無線充電聯盟會員,這些企業涉及涉及全球23個國家與地區。

制成餅狀圖發現,來自中國的WPC無線充電聯盟會員企業占比達到了49%,接近一半;來自美國的WPC無線充電聯盟會員企業占比第二,達到了22%;日本WPC無線充電聯盟會員企業占比6%,德國和韓國的WPC無線充電聯盟會員企業各占比5%;其他國家與地區WPC無線充電聯盟會員企業合計占比13%。整體占比與5月占比相同。

WPC無線充電聯盟會員等級占比餅狀圖顯示,Adopter member(普通會員)占比最高,達到 41%;Associate-Inc(聯合會員)占比第二,達到 24%,相比上月,增加了1%的占比;Regular member(正式會員)占比第三,達到21%;OEM/ODM Supplier(OEM/ODM 供應商會員)占比緊隨其后,占比為14%,比上月占比降低1%。
Qi簡介
Qi協議作為WPC面向智能手機和其他便攜移動設備的技術,是目前主流的無線快充技術之一,之所以是“之一”是因為目前還存在其他的快充協議,我們后續專門開個專欄講解。Qi協議現存的Qi協議包括Qi 1.2.4、Qi 1.3.3。值得一體的是Qi 2.0即將發布。

Qi是一個開放的通用標準,可與任何Qi設備配合使用,所以消費者無需使用單獨的充電器、電纜和適配器,可以在家庭、辦公室,車站、酒店等各個場所安全輕松的進行無線充電。使用Qi技術的產品必須經過嚴格測試,以確保安全性、互操作性和能源效率。只有通過這些獨立實驗室測試的產品才能使用Qi標志,并被視為Qi認證。目前正在廣泛使用的Qi 1.3.3協議可支持最高充電功率為15W。
Qi發展歷史
充電協議總是會在技術的發展中迭代和更新,作為無線充電標準的Qi協議也是一樣,自2010年10月發布Qi 1.0,到如今2023年,即將發布的Qi 2.0。Qi協議相繼發布了Qi 1.2.4、Qi 1.3.3發布了3代。
Qi認證流程
Qi是全球首個無線充電聯盟(Wireless Power Consortium,簡稱WPC)推出的無線充電標準,具備便捷性和通用性兩大特征。Qi是一個通用標準,使用Qi技術的產品必須經過嚴格測試,以確保安全性,互兼容性和能源效率。只有通過認證的產品才可以使用Qi標志。不同品牌的產品,只要有Qi的標識,都可以實現Qi無線充電,以下為Qi協議的認證流程。

目前Qi協議的認證范圍為V 1.2.4 BPP EPP PPDE 和 V 1.3.3 BPP EPP PPDE。相信大家對于BPP以及EPP的概念十分疑惑,其實BPP、EPP指的是線圈的類型,因為無線充電的關鍵部件是電磁線圈,依靠電磁線圈做磁和電的轉換。具體的技術原理這里不做探討了,大家明白BPP和EPP是Qi協議不同技術規范下的線圈類型就行。常用的幾種線圈類型如下:
單線圈:A11,A11a,MP-A2
多線圈:A28,MP-A
那么,Qi-BPP認證和Qi-EPP認證究竟是什么內容,有什么區別呢?
Qi-BPP認證
首先,Qi協議規定,產品支持5W以下功率,使用BPP線圈,必須過BPP認證。常見的BPP線圈就有上面提到的A11,A28,那么使用這類線圈的無線充產品,就需要做Qi-BPP認證。
Qi-EPP認證
與Qi-BPP認證同理,產品支持5W以上功率,使用EPP線圈(如:MP-A2,MP-A9),必須過EPP認證。
Qi產品認證數量
我們統計了2023年這1~6月這半年以來,Qi單月通過認證的產品數量。其中6月認證產品最多,達到了100款,以下為詳情:

回顧以往的通過數量,1-6月呈增長趨勢,4月份有所衰減,5月份持續上升,并在6月份達到最高峰值。

回顧以往的通過數量,1-6月呈增長趨勢,4月份有所衰減,5月份持續上升,并在6月份達到最高峰值。
Qi2

Qi2升級后,使用了全新Qi Logo。最主要在于加入MPP(Magnetic Power Profile磁功率分部)協議,將MPP納入為Qi2下的一個技術分支。另外,所有認證規格都必須集成鑒權驗證。對制造商而言,無需再遵守“發射線圈參考類型”。在此之前,WPC有一個參考線圈庫,制造商需要選擇其中的線圈。不僅如此,在認證過程中無需報告PTx線圈參考類型,給制造商帶來了一個很大的便捷度,提高了產品設計的自由空間。
Qi2技術更新
目前Qi2涵蓋的技術(PTx)包括兩個技術為EPP和MPP,不再單獨包含BPP。EPP和MPP都需要進行身份認證,相同于Qi1.3.3的初衷,WPC想要進一步的推動快充終端率的普及,但是Qi1.3.3并沒有完成這個使命,所以現在將使命傳遞到了Qi2.0的協議上。Qi2.0為進一步普及中高功率充電,不再包含單獨的BPP充電協議,但可以向下兼容BPP協議。
剛剛有提到,Qi2的技術更新最主要在于加入了MPP協議,之前有給大家科普了Qi-BPP認證和Qi-EPP認證。那么Qi-MPP認證又是什么呢?
Qi2 鑒權認證
在Qi 2.0 的認證流程中,所有認證產品都必須具有鑒權芯片(產品單元證書),鑒權芯片認證則是在WPC指定MCSP(制造商 CA 服務提供商)協助下完成流程。以下為MCSP名單,以及鑒權認證的主要流程。

在目前的 MCSP 名單中,上海復旦微公司會員等級為 Associate-Inc(聯合會員),是中國唯一一家 WPC 認可的 MCSP;其他多數會員等級為 Regular member(正式會員),韓國優必樂公司會員等級為 Adopter member (普通會員)。

如圖所示,完整的WPC認證共12個流程。其中提供 Qi ID 和 PTMC 信息給 MCSP、通知 WPC 由哪個 MCSP 提供產品單元證書、MCSP 完成產品單元證書,為 Qi 1.3.3 版本之后的新增認證流程。
Qi-MPP認證
了解MPP認證,主要在于它相較于以往協議的新特性。概括如下:
1、全新的360kHz的工作頻率(之前在110kHz-205kHz)
2、全新的通信方案,在原有的基礎(Qi1.3)上新增55種數據包
3、擴展鑒權方案
4、Open-air Q值測試(功率傳輸前的異物檢測)
5、k值測量(全新的用于表述耦合系數的變量)
6、Clocking (接收端無感的功率傳輸暫停與恢復新機制)
7、Role swap (角色互換,反向充電)
WPC最新理事會名單
目前,Qi2的認證工作正如火如荼的進行,作為WPC領導組織的理事會正積極推進此此時,充電頭網根據WPC官方網站公布的成員名單,整理處相關資訊信息繪制成表格,一起來看一下:

此次 WPC 理事會成員包括蘋果、三星、聯發科、恩智浦、飛利浦、nok9、博世、GRL、BH EVS共九家公司,涵蓋電子產品終端、認證檢測公司、半導體公司、電子產品供應商、電子產品終端等多范圍行業領軍公司,具有十足的權威性。其中來自美國蘋果公司的 Fady Mishriki 還擔任 WPC 理事會的理事會主席身份。
充電頭網總結
產品的技術規范是保障市場統一、穩定增長的發展軌道,對于行業的生態都有至關重要的作用。作為WPC最新推出的無線快充標準,Qi2一經發布已經吸引了眾多從業人員的目光,正式的認證流程預計將于2023年8月啟動。
目前,Qi2的認證工作還有一些技術難點,首先在鑒權過程中,主要體現在龐大的數據量驗證和新型異常處理這兩個方面;其次由于MPP 360kHz是全新的工作頻率,該頻率下的耦合特性對線圈和諧振電容的要求更高,解碼能力硬件和軟件都需要驗證,這給認證工作也帶來一定難度。
但是,無論如何,在面對技術更新,總歸要有技術探索和適應的過程,我們期待Qi2協議認證工作全面啟動后,能為無線快充終端帶來更多改變。
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