电源管理 - 无线充电技术优劣分析：谁技高一筹即将胜出？

电源管理

高效能电源管理架构的发展，对于磁共振与磁感应解决方案的成功执行有很大的影响。在发射器方面，为了导入电流至谐振电路中，直流电必转换成交流电。在磁感应技术中，这必须使用一个半桥式或全桥式的逆变器来进行这种转换；在磁共振技术中，则是透过功率放大器来导入电流。

功率放大器的架构与分类，会因为频率、待机电流、效率、尺寸、成本，以及应用相关的整合需求等因素而有所不同。在这些转换中，必须谨慎考虑每一环节，以降低在闸极驱动器、交换器、传导、偏压、本体二极管的损失、以及外部组件，例如等效串联电阻及等效串联电感的寄生效应。这些是发展高效能整合解决方案过程中所必须面对的一些重要挑战。

图四 ： 两种技术磁场效应示意图

根据对输入电压的要求以及设计架构的规范，制程的选择对于整合解决方案的优化有着很大的影响。系统中存在着多种控制回路，而整个控制回路的稳定性对于高效能解决方案的整体成功性有着很大的影响。在磁感应与磁共振两种技术中，透过有效的电源管理，将可达到相类似的效能与效率。

通讯方式

为了能成功地达成电力传输，发射器必须辨识正确的耦合接收器。在WPC与PMA解决方案中，发射器会定期发出「pings」指令来搜寻是否有接收器存在。当接收器被辨识，就会产生电力传输。这些解决方案使用固定的频率调变来进行通讯。其他一些通讯方式包括振幅、功率、电流、以及脉冲宽度调变（PWM）等。只要介于发射与接收的匹配网络能够承受更宽的频率变化，则这些选项都是可以被使用的。

在A4WP磁共振解决方案中，发射与接收的匹配网络是紧密匹配的，因此无法使用频率调变。然而，假如负载是固定的，则有可能使用振幅调变。若接收器效能不会受到影响，则可以使用功率与电流调变。在行动应用中，由于负载会根据功能的需求而有所不同，因此便形成挑战，而且，根据上述调变方案所发展的解决方案，可能会不符合尺寸及成本效益。

A4WP可选择蓝牙或ZigBee来做为通讯的标准方式。这些方法都已存在于现有的行动解决方案中，因此很便于使用，仅要辨识出不同的接收器即可，它也同样有利于发射器将电力传输至多个设备上。其他还有类似的方法也可用以达到同样的目标。

通讯也被利用来通知电源传输的状态，例如异物检测、耦合状态、甚至是校准引导讯息。金属这类的异物在电磁场中可能会导致温度上升，上升的程度端视材料的导电性而定。这是与技术无关的潜在问题。

在磁感应技术中，为了达到效率极大化，必需精确地监视发射与接收端两者的电压与电流。其他功能，例如负载反射效应、电流感应及调变与解调变时机，以及它们在封闭回路系统中所造成的影响等等，对于维持系统的稳定性及确保成功的通讯都是至为关键的。其他的挑战包括需符合加州环境协会（CEA）及美国联邦通信委员会（FCC）第15及18条的法规，也可能会对系统的整体效率有所影响。

结语

我们可以合理的断定，对于特定的应用而言，最佳的可能解决方案是根据所需的特性及效能而定的。假如可自由摆放位置，或是在X、Y与Z轴方向可对多个设备充电的能力是必要的特性，则磁共振可能是一个优先选用的解决方案。假如高效率效能及强大的标准兼容能力是必有的特性，则WPC兼容的解决方案，或许就是最理想的选择。

然而，能够无缝辨识耦合的设备是以磁感应或是磁共振为基础，且有效地且有效率地传递电源的多模式解决方案，毫无疑问将会是用于这些应用的最理想解决方案。