能同時給多台設備進行無線充電的 A4WP 技術，究竟是什麼黑科技？

01-25

作者：譚暉

責任編輯：林億

文章來源：深圳灣（公眾號 ID ：shenzhenware）

編者按：在深圳灣，我們體驗過不少千奇百怪的無線充電產品，從常見的無線充電板，到無線充電支架，再到能讓普通手機實現無線充電的貼片，還有可以把手機整個包裹起來的充電盒子……深圳灣也寫過很多關於無線充電技術和產品的文章，連接過很多研究無線充電的專家，在深圳灣官網搜索「無線充電」可查看全部內容。今天這篇文章基於譚暉供稿整理，譚暉從事無線技術開發應用二十多年，目前專註於智能藍牙技術應用，己出版多本專著。

A4WP（Alliance for Wireless Power）又名Rezence，是基於磁感應無線充電標準的替代性技術，由三星、Qualcomm、Intel Broadcom、Gill Industries、Integrated Device Technology（IDT）於 2012 年所發起並創立，已有超過 100 個成員。

目前主要的無線充電的技術有兩種，一是通過磁感應（magnetic induction）來分享電力，WPC（Wireless Power Consortium）與 Power Matters Alliance（PMA）等皆是基於此技術。另一種是通過磁共振原理（magnetic resonance）來傳輸能量，A4WP 即採用該技術。關於這兩種技術的介紹，可以參見深圳灣之前的文章：無線充電技術概覽。

與現有無線充電標準不同，A4WP 所依賴的磁共振技術無需進行一次和二次線圈緊密對準。相反地，其發射線圈夠大，大到足以產生高磁場，可與接近初級線圈附近的次級線圈接合，且不只一個，而是多個。這意味著單一發射器可以對多個接收器（電話、平板計算機等）充電。

說人話就是，這種充電技術能帶來更大的充電範圍，並能穿透桌面和衣服等物體表面而不受干擾，用戶還可以同時對多款設備進行充電，達到更好的用戶體驗。比如應用在咖啡廳或者餐館，智能手機就可以放在餐桌上隨時充電。

技術原理

A4WP 無線充電系統包括電力傳送單元（PTU）和電力接收單元（PRU）兩大部分。根據 A4WP 規範，一個 PTU 可以對多個 PRU 實現無線充電。

電力傳送單元（PTU）中的系統設計由一個源直流電源（Source DC supply）、共振器、匹配單元、一個功率轉換單元，和一個信令和控制單元所組成。

而電力接收單元（PRU）則是由一個諧振器、整流器、電源轉換單元、信令和控制單元所組成。帶有 PTU 和 PRU 的系統架構星型拓撲結構，在 PTU 和 PRU 之間有雙向的信令進行交互及控制，該信令採用低功耗藍牙來實現無線傳輸。

特點：

是一種基於松耦合磁共振的技術
在 Bluetooth Low Energy（2.4 GHz ISM 的頻率範圍）的頻帶之外通訊
電源傳輸頻率為 6.78 兆赫
所接收到的 3.5 W 和 6.5 W 電力，適用於智能型手機之類的應用，預計未來將增加至 50 W ，以涵蓋更多的消費性電子設備
相較於電流感應替代方案，承諾會提供更長的距離

優點：

相較於電感式替代方案，可潛在性的利用更低成本提供最大的自由空間
允許多設備充電
可擴展到更高的功率和穿戴式產品是其一大賣點

缺點：

在建立認證和測試機構方面，仍處於早期階段
因獨立的信令電路而增加成本
由於鬆散耦合的線圈結構，所以效率低

技術難點

磁共振無線充電技術難點在這幾個部分：一是對轉換效率有較大影響的線圈，一般聯盟中響應的廠家才能實現；二是功率轉換器件，通常由聯盟中的半導體廠家來提供；三是實現信令的無線傳輸、充電的管理與控制的系統核心——低功耗藍牙。

對於開發者而言，線圈和功率轉換器件均採用聯盟內符合標準的產品，他們主要開發的工作量及內容在於低功耗藍牙，其核心是在一個低功耗藍牙 SOC 上開發軟體，實現信令的無線交互，以及系統的管理及控制。完成這部分需要對 A4WP 協議有較好的了解，同時也要對低功耗藍牙協議及技術有了解。

而同時具備這兩點需要一定的條件，開發者首先需要加入 A4WP 聯盟才可以獲得 A4WP 協議的詳細文檔，其次需要在低功耗藍牙 SOC 上實現 A4WP 協議以及信令的傳輸及系統的控制。

作為國內為數不多的 A4WP 會員之一，深圳一家較早從事 A4WP 技術應用開發的企業——藍科迅通科技，長期以來從事低功耗藍牙產品的開發，目前已開發出基於 A4WP 的無線充電產品，其軟體完全自主開發，具有相應的核心競爭力。

未來？

根據 HIS 的預估，全球無線充電市場預計將從 2013 年的 2.16 億美元，增加 40 倍，到 2018 年達到 85 億美元。但是，這個產業的發展會受到幾個現存互不兼容標準的影響。展望未來，許多開發商關心的問題是，所有這些標準是否可以在一個作為無線充電之用的統一、經濟實惠且高效的標準下共存。

基於此目的，在 CES2015 大會上，A4WP 與 PMA 兩大陣營宣布合併，成為新的標準即 AirFuel 標準，AirFuel 實際上可看作是一個雙模的標準。AirFuel 成員目前已經獲得了在美國、中國等的監管批准。未來 AirFuel 將致力整合磁共振和磁感應技術，打造更加統一的無線充電標準。這是整個無線充電行業及聯盟成員的一次大飛躍。

AirFuel 聯盟主席羅恩-雷斯尼克(Ron Resnick)曾表示：「隨著 A4WP 和 PMA 的合併，今年我們看到，整個行業都在加速整合，而由此帶來的磁感應和磁共振充電產品的統一也確保了供電設備和用電設備之間的互操作性。無線充電正逐步成為標準充電形式，AirFuel 聯盟則將繼續屹立於創新前沿，打造出從磁感應到搶佔市場先機的磁共振充電產品，再到未來的射頻（RF）技術等安全高效的解決方案。」

本文由深圳灣根據譚暉的觀點整理

譚暉在無線技術開發與應用領域擁有 20 年經驗

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