展会回顾以及它所带来的一些思考

 

每次参展都会有些新发现,也会有些新想法,这次也不例外,就在这里分享给你吧!...



每一次参展都会有不同的感受,3月14-16日进行的慕尼黑上海电子展也给我带来了新的触动。最大的感受发生在连续穿过几个展厅的时候,它们都被自动化设备占据了,我们参与的元器件相关的展厅排到了第5个,而里面大量出现的是网商的展位,他们花费了大量的资源来向客户推荐自己。

自动化设备的存在必然需要大量的基础硬件和软件做支撑,而现在的很多芯片也需要软件加入其中才能正常运作,我们展示的无线电力传输产品也属于这一类型。

这幅照片展示的是符合WPC Qi规范的无线供电发射端和接收端放在一起的样子,是我们在此次展会上所示产品的一部分,这时候的接收线圈没有和发射线圈重合。由于没有能量供应,接收端是没有工作的,发射端则工作在待机状态下,它会每过一段时间就发射出一部分能量,借此去探测是否有接收设备放上去了。只有像下图这样把接收线圈和发射线圈重合在一起,正常的能量传递才会开始,接收端将按照预先设定的参数输出适当的电压。
因为已经进入了正常的工作状态,发射部分的指示灯也与前一幅图片所指示的不同。由于这块板子是按照穿戴式应用的需求设计的,它本身并不需要给出指示,所以没有任何灯光的提示,我们能在芯片外围看到的元件只是一些电容而已。

如你已经看到的样子,无论是发射端还是接收端,所有功能的实现都是在单芯片内完成的,而它们都是内含MCU的,MCU运行的软件也已经内嵌其中,这种状况与展会上看到那么多自动化设备的景象很是一致。由于有了软件和硬件的结合,用这样的东西做出来的产品可以有不同的形态。

就用这款RT1652来说,它既可以工作在恒流输出的状态下,也可以工作在恒压输出状态下,而输出电压的调节范围则可在3V-12V之间,我们就可用它输出标准的某个电压如5V/9V,也可以把它设定成为完整的锂离子电池充电IC,直接对电池进行充电。

说到这里,我想对无线供电这项应用说点自己的看法。透过无线的方法进行电力传输,其中的重点是在无线和传输上,但在国人的语言中,它硬是活生生地变成了无线充电。由于概念是我们思考的基础元素,这种定义可能会大大压缩一部分人的思考空间,不会考虑到能将这样的技术应用到更广阔的应用中。这种情况的出现,我们的媒体可算是第一大功臣,在我对百度的统计数据进行研究的过程中看到,与无线电力传输类似的概念几乎就不存在,这种状况其实也影响到了我的写作,不得不采用大家已经习惯了的词汇。

下面的图片是我们这次在展会上展出的所有模组:
为了把它们一次性展示出来,拍照时故意把它们挤在一起了,甚至我们这次创造性地采用的产品选择指南二维码也挤了进来。有了这张卡片,只要用手机一扫,你就可以看到立锜的各种产品目录了,其他的一些服务如免费样品申请等也在其中可以找到。

其实我们在现场是有礼品赠送的,它是这样一款很有质感的钥匙扣:
这东西做得那么好,有的人会很喜欢,但是我们又设定了一个规则,需要帮助转发一份微信稿到朋友圈以后才会赠送。一位先生为了得到它,花了好大的力气去努力,最后却又选择了放弃,让我觉得好遗憾。本想直接送给他的,但看他的立场太坚定了,我也选择了放弃。这位先生一直在努力的是要用一款扫码软件对我们的微信二维码进行扫描,但是软件总是告诉他这个码子有问题。我建议他直接用微信的扫一扫功能,但是他不愿意,说这东西可能有病毒,显然安全对他来说更重要。

展示无线供电的产品,有两个问题总是会被问到:一个是关于距离的,一个是关于效率的。

关于距离,人们在心理上的需求总是趋于最大化,希望能在很远的距离上还可以进行能量传输,物理上的限制统统会被遗忘。实际上,现有的几个无线传输标准都不是远距离的。

WPC要求磁感应传输的距离在5mm以内,如果要更远的距离,线圈的尺寸就必须要加大,这样才能让变化的磁场尽可能多地穿过接收线圈,能量才不会被浪费,而这是直接与效率有关的,但大的尺寸显然不适合便携式产品。磁谐振方式的距离可以扩展到几十厘米,而且可以在这个距离上同时对多个终端供电,但这样做的系统效率也要低一些,实际上这样做的技术难度也更高,这恐怕是目前很难看到采用磁谐振方式的产品在市场上流通的原因。如果你想同时把磁感应和磁谐振技术合成在一起构成多模产品,难度就更高了,得同时解决所有的问题。实际上,目前唯一实现商业化应用的产品在全球也就只有我们一家而已,下图就是我们打算在这次展会上展示的实物,但由于某个环节上的疏忽,这个模组没有被带到现场,算是一个小小的遗憾。
从图片上就可以看出来,它的构成要比单纯磁感应的产品复杂得多,目前还不是仅靠单芯片就可以完成的,那样做可能在经济上也暂时不太合算,在某些智能产品中可能还会有别的组合方式可以利用。

写到这里,我顺便问一个问题:上图中的PCB底部为什么会有类似天线的铜箔存在呢?希望这样的思考能让你更了解还没有走进你的生活的无线供电系统。

由于进行无线电力传输的过程涉及到DC转AC、AC转磁场、磁场转AC、整流滤波、电流电压调整的过程,当被问到效率有多高的时候,我会觉得很难回答,因为不知道提问者是在问哪一个环节或是整体的数据,而且这些数据也会因为具体的设计而有差异。实际上,那些在IC内部完成的变换过程都可以以极高的效率进行,这些部分为了高效率甚至可能被做得很复杂。例如,整流环节既可以用二极管来实现,也可以用MOS管来实现,前者在小电流情况下有效率优势,后者在大电流情况下有效率优势,我们的设计就会成为一种智能化的东西,它需要去分辨电流的大小,再据此确定用哪一种整流方法。
这是从RT1650的规格书中截取的IC框图的一部分,其中红色框包围的部分就是IC内部完成整流和输出电压调整的部分,下面的这幅图显示了其中的整流部分的效率:
你可以看到此数据是会随着输出功率的不同而变化的。下面这幅图则反映了整个芯片的效率状况:
但是在构成完整的无线供电系统时,效率特性变成了这样:


这些数据一定是和环境有关的,所以每一幅图中都标注了“WPC A10 Tx”的注解,说明这是与符合某个规格的发射端配合时进行的测试。你在上图中看到的最高效率出现在输出功率为4W时,大约高于80%一点点,这个数据不算高,但却是代表了一段时间内的最高水准。当我们把输出电压提高、输入电流相应下降时,转换的效率也会提高,因为电路阻抗所带来的影响变小了。由于有那么多的因素会影响效率,所以在关注这个数据的时候,我们应当有很明确的观察点。


无线供电应用的概念已经出现好几年了,它的应用确实能给人们带来一些方便,但现今的应用状况还不能算是很火,其热度甚至比2015年还要冷,更多的人进入了观望状态,但是这项技术还在继续发展,人们也都希望某些大牌厂商的加入能让这个市场真正成长起来。我个人的态度是不急不躁,走着瞧吧。

需要在无线电力传输这个问题上与立锜有更多的交流的读者,请点击末尾的阅读原文链接,其中除了一些技术信息,还给出了业务人员的联络方法。你也可以利用微信和我们联络交流,下图是我们的微信号二维码,长按并选择识别以后可以快速加关注。


    关注 RichtekTechnology


微信扫一扫关注公众号

0 个评论

要回复文章请先登录注册