无线充电定位低功耗技术如何让可穿戴更贴心？

　　为创造更加便利的生活，穿戴式装置和智能手机搭载无线充电、定位系统与感测器技术风潮正方兴未艾。越来越多终端制造商在自家产品中导入上述三项功能，也促使各大元件厂商纷纷推出相关高整合度解决方案，以回应市场需求。

　　穿戴式装置市场热度狂飙。在物联网领域中，穿戴式装置与个人行动装置导入无线充电技术与日俱增，包含在汽车业、智能建筑、智能医疗等领域皆可看到无线充电的足迹。

　　无线充电持续热烧　MI/MR技术大比拚

　　无线充电大举渗透不同应用领域。以穿戴式产品来说，今年将会是智能手表、智能手环、智能眼镜等应用率先导入无线充电。其中，磁感应（MI）与磁共振（MR）是实现无线充电的两大技术类型，各自拥有不同的技术特性与优势；不过，MR技术的发展前景备受看好。

　　

　　图1　安森美半导体SEC技术经理高东良表示，MR较MI具备更多技术上的优势，将成为未来无线充电市场的主流技术。

　　安森美半导体（ON Semiconductor）SEC技术经理高东良（图1）表示，未来MR将是能普及于广大市场的技术。MR是透过磁共振的方式，使用高频率的磁共振能量 传导技术，因此可拉长电力接收器（PRU）与电力发射单元（PTU）之间的距离，不同于MI是透过低频的磁传导技术，装置中的两个线圈距离需越近越好，以 提升磁能量转换效率。

　　高东良指出，MR技术具备几项优势，首先，采用MR可将PTU完美隐藏至桌子底下或生活不同的应用之中，该技术仅需在内嵌PTU应用的产品表面，标志可充电位置即可开始供电，一方面可免除遗失的问题，二方面可为生活环境带来更便利性与美观。

　　除此之外，高东良谈到，MR是透过低功耗蓝牙（BLE）作为PRU和PTU之间沟通的桥梁，透过BLE的沟通，可分辨手机、平板、穿戴式装置等不同载具的电 量需求，对症下药进行配电，以避免充电瓦数过高，而导致装置烧毁的问题，提升高效率充电应用；以BLE为通讯基础，MR最高可同时支援1∼5个不同装置的 电力传输，满足消费者同时传输不同载具的需求，更为消费者接受。

　　整体而言，无线充电的MI技术发展已有十年之久，却一直无法普及其主 要原因在于该技术的众多限制，包含只能一对一传输电力、充电过程产生过热问题以及无法避免金属元件造成的干扰等挑战。相较之下，MR克服了MI所延伸的问 题，采用MR的产品可有比较大的气隙（Air Gap）空间，被充电的装置毋须担心物品摆放位置或角度即可充电，但因需要蓝牙技术支援，导致成本会高一些。

　　就此而言，高东良透露， 现阶段MR的无线充电技术导入装置端，通常都会采用两颗蓝牙晶片，其中一颗蓝牙晶片以语音传输和资料传输为主，另外一颗则是专用于MR通讯使用；不过，蓝 牙技术联盟（Bluetooth SIG）已将A4WP充电档案资料（Profiles）纳入BLE晶片标准，未来仅需一颗支援A4WP通讯协议的BLE晶片，即可实现MR无线充电传输的 功能，且成本也可下降。

　　值得一提的是，高东良强调，目前无线充电产业的上、中、下游厂商皆积极布局无线充电领域，包含半导体厂、零组件厂和装置系统商都有相对应的解决方案，此现象将促进该产业更为成熟。

　　穿戴装置商机满载　定位/连接整合方案抢手

　　穿戴式装置应用百花齐放。根据Gartner分析，2016年穿戴式电子装置出货量将达2亿7500 万台，平均营收上看287亿美元，其中，高达115亿是来自于智能手表的贡献。

　　

　　图2　u-blox商业开发经理廖容嫺指出，具备市场优势的定位系统，须同时兼顾低功耗、高精准度与尺寸小的产品。

　　u-blox商业开发经理廖容嫺（图2）表示，穿戴式市场正快速的成长，目前主要成长来自于智能型手表与智能型手环；另外，包含运动健身器材、头戴式与智能型服饰（Smart Garment）皆为热门且具潜力的应用市场。

　　廖容嫺认为，穿戴式装置无论设计或采买，一定是人或宠物作为考量的出发点。举例来说，受2015年上映的两部与儿童安全相关的电影影响，勾起中国市场对于儿童安全议题的关注，推动儿童定位手表市场方兴日盛，创造近1000亿人民币的销售金额。

　　整体而言，穿戴式产品“百百款”，但皆具备基本共通的特性。廖容嫺指出，以技术角度来看，感测、定位系统、短距/长距离连接与小型化装置等功能，是设计穿戴式装置不可或缺的基本要素，倘若能加强定位、感测元件的效能，即可将产品价值发挥到最大化。

　　穿戴式装置是支援日常生活的精巧可携式装置，透过结合无线通讯连接和定位功能，可提供即时的服务。穿戴式装置中的低功耗技术可延长电池使用寿命，而优异的无 线电功能可实现绝佳的使用者体验。这类需要高整合技术产品的市场正快速成长，因此价格也将很快地变得更有竞争力。 以定位模组来说，廖容嫺指出，应用于穿戴式装置的卫星定位模组，最大挑战在于如何降低功耗提高电源管理的能力以实现节电的需求，同时提升定位精准度并且设 计出尺寸轻巧的产品；换言之，产品必须同时兼顾效能与精准度，在计算距离与速率的过程，必须提供正确的数据资料。

　　廖容嫺分 析，2017年至2018年卫星定位模组主要市场将会锁定智能/基础健身（Smart/Basic Sports&Fitness）、动作摄影机（AcTIon Cameras）与人体追踪（People Tracking）等应用领域，不过受限于这类型的穿戴装置要求高整合度，因此技术的演进与成长动能较为缓慢。

　　现阶段，该公司已与韩国软体开发商KIWI PLUS合作研发新款儿童智能型手表，该手表建基于Android系统，配备着简单的液晶萤幕设计，只需碰触一下即可通话，还能提供即时且准确的位置追踪与简单的安全范围设定。