減輕環境負載的電源技術動態：Part 3一項可以減少工業廢棄物的技術： 無線充電

－這種可以“減少工業廢棄物”的電源技術是怎樣的技術呢？

這是指無線充電技術。現今平板電腦和智慧型手機等行動裝置的資料傳輸，採用無線方式已經變得司空見慣。然而在功率傳輸方面，主要仍透過以AC-DC電源供應器等有線方式進行，例如USB充電等。無線充電技術之所以備受矚目，是因為使用該技術進行充電時不再需要使用電源線，這非常有助於提高裝置連接器的安全性、防水性以及防塵性。不僅如此，由於使用一台充電裝置可以給各種各樣的裝置充電，因此無需一台裝置配一個充電器，可大幅減少充電器的數量，這將非常有助於環境保護。

－我想蘋果公司已經宣佈支援無線充電。另外，我們也能感覺到無線充電用的可選裝置也正在增多。

如今，為了推廣無線充電，相關業界團體正在致力於國際化標準的制定。以歐美國家為中心，無線充電已經應用於多款智慧型手機，同時在飯店、機場、餐廳、汽車等公共設施領域的應用也日益普及。

－我認為共用1台充電裝置這點會成為標準化規定的，那麼請問都有哪些標準呢？

目前主要的標準是由兩個團體組織制定的3個標準。最早頒佈的是“Qi”國際標準，是由WPC(Wireless Power Consortium)這個組織制定並推行的標準。Qi發音為“氣”。另外兩個標準是由AirFuel Alliance這個組織制定的。實際上，AirFuel是由PMA、Power Matters Alliance、A4WP及Alliance for Wireless Power合併而成的聯盟組織。目前正在推廣兩個不同的標準，即原PMA標準、現在的AirFuel Inductive電磁感應標準和原Rezence標準、現在的AirFuel Resonant磁共振標準。另外，現在很多場合也使用舊標準名稱，所以稍微有些混亂。

順便提一下，關於您剛才提到的蘋果公司的情況，還有很多資訊是不確定的，比如iPhone8支援Qi標準。與此同時，相關元件、裝置製造商及服務商針對應滿足哪個標準還處於不確定的階段，標準方面也還在朝提高功率方向制定中。就ROHM而言，ROHM已經成為WPC的正式成員，從WPC的Qi標準制定階段開始就參與，並正積極研發符合市場需求的產品。

－ROHM目前有哪些產品呢？

目前無線充電控制IC有接收端（端子）的BD57011AGWL、BD57015GWL和發射端（充電端）的BD57020MWV、BD57021MWV。這些產品均滿足WPC Qi Ver.1.2標準。

另外，配置這些IC的公板也已開始銷售。發射端的BD57020MWV-EVK-001和接收端的BD57015GWL-EVK-001是截至2016年3月業界最早取得WPC Qi標準中功率Qi認證的公板。

－那麼接下來請您具體介紹一下無線充電控制IC。

首先來看一下現有的產品系列和產品所支援的標準。這樣會更容易理解接下來的內容。

所支援的標準版本都是最新版本。BPP是Baseline Power Profile的簡稱，也被稱為“低功率標準”，是5W以下的標準。EPP是Extended Power Profile的簡稱，是15W以下中功率的標準。BD57015GWL和BD57020MWV同時滿足了低功率和中功率兩種標準的要求。

－這麼說來，ROHM是擁有支援5W以下和支援15W以下的接收端/發射端的產品系列是嗎？

是的。在這裡介紹一下其中滿足WPC Qi標準中功率（EPP）標準的晶片組BD57015GWL和BD57020MWV。

該晶片組不僅滿足5W的低功率標準，還滿足多3倍的15W中功率標準，實現了與有線相同的充電功率。不僅支援智慧型手機充電，還支援平板電腦等10W級應用的無線充電。右圖是BD57015GWL和BD57020MWV的系統構成示意圖。功率透過電磁感應從發射端運輸到接收端。基本上與變壓器的原理相同。

－關於接收端的BD57015GWL，電路方塊圖的資料包（Packet）生成電路處寫著不僅支援Qi標準，還支援PMA標準。前面的表格中也是這樣的，能給我們具體說明一下嗎？

BD57015GWL還支援PMA標準，也就是現在的AirFuel Inductive標準，配置雙模通信功能，已實現WPC Qi中功率和5W的PMA之間自動切換。這樣就實現了無論使用哪種標準的充電器都可以充電的端子。

－發射端的構成中，除BD57020MWV外，還需要微控制器和驅動電路是嗎?

是的。微控制器作為控制器是必要零件。這款微控制器是ROHM集團旗下LAPIS半導體的ML610Q772，為了使產品滿足Qi標準要求，出廠前就已預裝了韌體。寫著“驅動電路”的部分，是由MOSFET組成的半橋或全橋的電源電路，是用來驅動線圈的電路。MOSFET的閘極驅動由BD57020MWV進行。

－還有其他的特點嗎？

還配置了異物檢測功能FOD（Foreign Object Detection）。發射器和接收器之間如果有迴紋針等金屬物體，可能會因金屬發熱導致外殼變形或灼傷。為了提高安全性，Qi標準中要求必須配置FOD功能。另外，產品中還內建了過電壓保護、過電流保護、過熱保護、防止低電壓誤動作等保護電路。

－明白了。接下來請您介紹一下參考板。

參考板有兩種，即發射端的BD57020MWV-EVK-001和接收端的BD57015GWL-EVK-001，從參考板的名稱就能得知分別是由BD57020MWV和BD57015GWL所組成。參考板已經取得了WPC Qi中功率的Qi標準認證，因此與其他已經取得Qi認證的產品是相容的。使用這些參考板，可以進行各種測試和驗證。

關於參考板的更詳細資訊和參考設計的相關資訊，官網中有詳細介紹，歡迎點擊查閱。另外，公板還可透過網路商購買。

－最後請您總結一下，謝謝。

無線充電由於不再需要電源線，具有可排除連接器相關問題的優點，同時，由於一台充電裝置可用於各種裝置，從可減少充電器數量的角度看，還非常有助於降低環境負擔。另外，隨著標準的發展，充電功率越來越大，已經從5W級的智慧型手機等級發展到10W級的平板電腦等級，預計充電功率還會進一步提高。這種發展使更多裝置的無線充電成為可能，有望進一步降低環境負擔。

右圖表示WPC Qi標準的發展和ROHM的Roadmap。ROHM積極加入業界標準組織，提前掌握未來市場趨勢，積極研發可滿足客戶需求，且節能環保的產品，為解決全球面臨的課題而做出貢獻。