迎接新科技时代:全新 Qi v2.1 无线充电标准

无线充电技术革新正以前所未有的速度发展。 继2023年发布的Qi2标准,引入磁性电源配置(Magnetic Power Profile, MPP)并实现15W 无线充电后,无线充电联盟(Wireless Power Consortium, WPC)即将推出的Qi v2.1标准将开启无线充电技术的新纪元。

基于 Qi2 的 Qi v2.1 引入了 MCPE/MCPM 磁性外壳和移动线圈 EPP/MPP 传输器等新特性。 与先前仅对齐无线充电器和接收设备的 MPP 不同,这款新方案通过允许传输器本身进行位置调整,优化传输器和接收器之间的电气传率。 为磁性保护壳和其他手机配件提供支持的Qi v2.1不仅有望改变无线充电市场,也可能影响更广泛的手机配件市场。

Qi v2.1 的关键技术特性
磁性手机保护壳:MCPE and MCPM
Qi v2.1 能通过磁性外壳增强功能(MCPE)为 EPP 和 BPP 标准提供原生支持。 该技术使兼容于MCPE的磁性手机外壳能够识别支持EPP或BPP的手机,并相应地切换至MPP模式。 透过在360kHz工作频率启动MPP协议,这种切换能进一步提高无线充电的效率。

对于原生支持 MPP 的手机,预期将通过磁性壳电源磁铁(MCPM)实现更强的磁性性能。 MCPM 通过磁耦合的方式实现磁性对齐,透过穿透式磁铁让用户在不必摘下保护壳的状况下享受无线充电。

附磁性附件的配件壳
随着无线充电兼容保护壳和类似配件的增加,Qi v2.1 以及未来的迭代规格包含手机配件标准,确保磁性附件标准化且在投放市场之前符合应有的安全和性能的标准。

动圈传输器(MC) 和高级功率曲线(APP)
Qi v2.1 的动圈传输器(MC)技术建立在前一代 MPP 的基础上。 不同的是,Qi v2.1 MC 能够在传输器内进行调整,以配合充电设备中的接收器。 即使传输器和接收器线圈之间有 2 毫米的空气间隙,无线设备也能实现高达 2 毫米的对准精度。 目前,MC对MPP和EPP模式充电支持高达15W的充电速度。

与 Qi v2.1 配套的还有高阶电源配置文件(APP)。 以BPP和EPP功能为基础的APP有望成为无线充电生态系统的主流,进一步推动电力传输和设备兼容性。

Qi2 Ready 商标
Qi2 Ready 商标预计将与 Qi v2.1 规范共同发布至所有符合标准的 WPC 会员。 该商标意味着设备和配件符合最新的Qi2无线充电协议,将成为Qi2生态系统内的质量和兼容性的保证标。

如何在 Qi2 市场需求与安全与规格之间达到平衡
不断成长的Qi2市场需求
Qi无线充电标准的日益普及使得Qi 2.0认证已在2024年涵盖了无线充电市场的68.92%。 与Qi 1.3.3的30.47%相比,这个增幅石破天惊。 Qi 1.3.3 认证的数量则是从2023年6月以来急剧下降,显示市场明显转向现代无线充电标准。 很明显,制造商正在寻找更安全、更有效率的充电标准,以满足对更高功率配置不断增长的需求,尤其是在 25W 充电能力成为标准的情况下。

安全性和兼容性考虑
然而,随着功率传输容量的增加,异物侦测(FOD)故障的风险也随之增加。 而异物的存在能导致设备和周围环境过热或损坏。 因此,调节动圈传输器、磁性外壳以及 EPP 和 MPP 设备对于在保持安全且提高功率传输效率至关重要。

况且,由于技术的先进化也将对后兼容性带来更多挑战,多相负载分析(MPLA)方面也需要投入更多资源,以确保新旧设备之间的功率传输不会违反安全标准。

中国市场的监管考量因素
中国最近更新的无线电频率法规给该地区的Qi2设备贸易带来了大挑战。 从2023年9月起,新规将限制使用频率高于148KhZ的功率传输,直接排除了在360kHz频率作的Qi2 MPP。

因此,小米和Convenient Power等本地制造商提出了低频(LF)MPP变体,其作频率在允许的148kHz范围内,输出功率为30W。 展望未来,WPC 及其成员将继续通过调整 Qi2 来适应不断变化的法规,以满足中国和更大市场的需求。 而这些讨论的成果有可能大量决定Qi2未来在全球市场的地位。

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