无线充电异物检测标准是什么

无线充电技术介绍

无线充电技术（Wireless charging technology；Wireless charge technology ），源于无线电力输送技术。无线充电，又称作感应充电、非接触式感应充电，是利用近场感应，也就是电感耦合，由供电设备（充电器）将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。

随着科技的日新月异，各大电子厂商莫不绞尽脑汁，推出各项前瞻技术，期待能吸引消费者的目光并带给人类更便利的生活，无线充电技术及产品便是在这样的潮流下应运而生。

主要特征：

无线充电技术已成为品牌厂创造产品差异的重要利器，特别是无线充电联盟（WPC）所制定的Qi技术标准，更已广为业界采用。目前，WPC正积极研拟新版规格，将增加金属异物侦测功能，并提高充电功率，以进一步巩固市场主流地位。

无触点电力传输的方法，从一个基站移动设备，它是基于近场磁感应线圈之间。转移的功率，大约5 W采用适当的二次卷（典型的外部大约40毫米）的尺寸。操作频率范围：110-205 HZ之间。支持两种方法在移动设备上放置在基站的表面。帮助用户指引正确位置的移动设备在表面形成一层。通过基站，提供一个或几个固定位置的表面。任意位置可以免费定位的移动设备上表面形成一层可提供电力基站位置，通过任何表面。一个简单的通信协议使移动设备能够充分的控制能力转让。可观的设计系统的灵活性为整合成一个移动的装置。非常低的备用电源（执行），可依赖安装。

电磁感应式充电 初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的充电垫解决方案就采用了电磁感应，事实上，电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感，中国本土的比亚迪公司，早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利，就使用了电磁感应技术。 磁场共振充电 由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量，是目前正在研究的一种技术，由麻省理工学院（MIT）物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到50cm，还无法实现商用化，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降 无线电波式充电 这是发展较为成熟的技术，类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。

无线充电异物检测标准

WPC采用之电磁感应理论来自于法拉第电磁理论，一线圈通电后会产生磁通量，进而感应周遭线圈产生电流，转换效率可高达70%以上。

电磁能转换

利用电力转为磁力，再经过磁力转为电力的方式，就是电磁能量的转换。无线充电的技术就是透过这样的原理，达到传输电力的目的。日常生活中常用到的充电器，也是利用这样的原理，差异在于充电器内的导磁材料使用的是铁芯，以其来传导能量；而无线充电的技术，则是只有透过气隙来传导磁通，达到磁能传输的目的。

能量曲线及操作频率

以WPC所定义的规范，是将操作频率定义在110k~205kHz这段区间，并且定义其串联谐振频率为100kHz，由功率对频率的曲线来看，工作点愈接近100kHz，接收端获得的能量愈高，愈远离100kHz，接收端获得的能量愈低，如此可以调节不同的能量需求。另外一种调节的方式，是使用固定140kHz的方式，调整频率的工作周期，也可以调节能量，愈低的工作周期，所获得的能量愈低，愈高的工作周期，所获得的能量愈高。

传输的距离

电磁场可以传输的距离，随着其操作频率愈高，距离可以愈远。以WPC标准而言，此操作频率是属于低频的操作带，因此其发射线圈及接收线圈的距离不长。WPC标准定义可以正常操作的距离，是在5毫米（mm）以内。距离愈远，整体的转换效率会愈差。

讯号传递

除了能量需要传递之外，封包讯息是主要的重点之一。接收端会将所需要的能量讯息传递回发射端。发射端须要将收到的能量解码后，依接收端所需要的能量调节。此讯号的传递，是透过电磁场中，原本就有的操作频率（110k？205kHz）当作载波频率，将封包讯息载于能量传递的电磁场中，其讯号是由一连串的码构成；讯号的频率约为2k？4kHz，与载波的频率约是五十倍的关系，如此便可以利用传输能量的同时，也将讯息回传，不须要再利用其他元件来转讯息。但使用2k？4kHz这个讯号的频率有个尴尬的缺点--这是属于人耳可以听到的频带，因此在系统工作时，很靠近地听，会有很细微的声音存在。因为WPC已经是如此定义，所以这个声音目前是无法避免的，只能尽量使它小声一点。

效率与充电时间

WPC所定义的效率，是由进到发射端的直流电源的功率输入设为分母，接收端的输出功率设为分子，所除出来的百分比数字，这是指能量转换的效率。目前的效率主要是受限于线圈及电容的匹配，次要的则是电子元件的选择。目前的效率约落在70%。以输出3瓦（W）的能量来计算，在发射端需要的输入功率，则是4.3瓦。其中的1.3瓦是转化为其他能量，主要生成的是热能。一般使用者比较可能注意到的则是充电时间，每个电池的电量，会以安培小时（Ah）来表示。比如说2，000毫安时（mAh），指的是2安培可以放电1小时；或是2安培充电需要充1小时（理论值）。愈大的电流充电，电池被充饱的时间就会愈短。目前因为受限于大部分的接收端，只能输出600毫安左右，所以充电时间会被拉长。

符合FOD/中功率应用需求　WPC加速标准制定工作

WPC在2013年初刚刚做了一个动作，就是将Qi的版本，由1.0转为1.1。其中一个重大的变更，在于增加异物侦测（Foreigner Object Detect， FOD）功能。

事实上，正常情况下，有金属异物放在发射端，是不会发生发热的情况；会发热的情况是在于，有金属异物放在发射端，而接收端叠上来之时。因为电磁场会在金属的异物上产生涡电流，因而加热此金属的异物，导致外壳熔毁而发生危险。因此WPC定义了1.1的版本，将金属的异物温度限制在60℃以下，亦即发射系统必须设法让异物的温度不能超过60℃。

根据国际市调机构预估，无线充电技术未来4年产值年复合成长率高达73%，国际品牌手机大厂，以及电信商对于无线充电技术的支持态度是影响市场推广速度的关键之一；而认证规格及安规则是产业界亟须克服的障碍。WPC针对中、高功率的产品相容性规范即将发布，届时应用版图将由智慧型手机，延伸至平板与笔记型电脑市场等更高充电瓦数的行动装置，预期未来几年无线充电衍生的相关应用及设计将会遍地开花，为人类生活开启科技便利的新页。