就目前消費(fèi)者的使用體驗(yàn)來(lái)看,無(wú)線充電在充電距離、轉(zhuǎn)化率等方面的優(yōu)勢(shì)并不突出,所以大部分消費(fèi)者仍然持觀望態(tài)度。
但從客觀角度來(lái)看,無(wú)線充電技術(shù)出現(xiàn)的目的并不是取代有線充電,它的未來(lái)優(yōu)勢(shì)也不會(huì)是充電距離和轉(zhuǎn)化率,而是體現(xiàn)在安全性、便利性和科學(xué)性上。
例如
①終端設(shè)備無(wú)需接口,防水、防塵性能更強(qiáng);
②接口和協(xié)議統(tǒng)一;
③適用于水下供電、煤礦供電、無(wú)人機(jī)供電、人體心臟起搏器供電等特殊應(yīng)用。
另一方面,當(dāng)未來(lái)嵌入式無(wú)線充電發(fā)射器大規(guī)模安裝,人們可以在飯店的餐桌、影院座椅的扶手、高鐵的窗臺(tái)上體驗(yàn)便捷的無(wú)線充電。
圖片來(lái)源:拍信網(wǎng)正版圖庫(kù)
01、GaN在無(wú)線充電領(lǐng)域的適用點(diǎn)
目前市面上還沒有批量量產(chǎn)的GaN無(wú)線快充,主要是因?yàn)镚aN成本問題。
以手機(jī)充電器為例,目前倍思的65W GaN有線快充價(jià)格為129元人民幣,而如果把GaN集成到支持Qi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電器上,價(jià)格會(huì)大大超出消費(fèi)者接受范圍。移動(dòng)設(shè)備對(duì)成本非常敏感,迫使GaN短時(shí)間內(nèi)很難有所發(fā)揮。
事實(shí)上,GaN技術(shù)在無(wú)線充電領(lǐng)域的核心應(yīng)用點(diǎn)也并不是移動(dòng)設(shè)備,而是電動(dòng)車、機(jī)器人等中大功率場(chǎng)景。若將GaN的高頻大功率特性強(qiáng)行用于手機(jī)等小功率場(chǎng)景,完全可以說是大材小用。
02、電動(dòng)汽車無(wú)線充電的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)
去年,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了電動(dòng)汽車無(wú)線充電4項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)志著我國(guó)電動(dòng)汽車無(wú)線充電從技術(shù)研發(fā)、工程示范向產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程邁出關(guān)鍵一步。但電動(dòng)汽車無(wú)線充電真正落地還需要一定時(shí)間,也需要大量的金錢投入,目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還沒有一款支持無(wú)線充電的量產(chǎn)車型。
據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets報(bào)告稱,全球電動(dòng)汽車無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模將從2020年的1600萬(wàn)美元增至2027年的2.34億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)46.8%。
雖然數(shù)據(jù)很美好,但車廠們并不是一致看好。包括蔚來(lái)很多整車廠認(rèn)為目前用戶對(duì)有線充電的使用體驗(yàn)已經(jīng)非常好,僅僅為了省略充電槍插拔步驟,去花費(fèi)成本研發(fā)完全不劃算。另一部分廠商則表示支持無(wú)線充電,原因是在自動(dòng)化時(shí)代,無(wú)線充電能與自動(dòng)駕駛相結(jié)合,且能夠通過APP遠(yuǎn)程操作,使電動(dòng)汽車跟電網(wǎng)很好地連接。
03、GaN在電動(dòng)汽車無(wú)線充電應(yīng)用典例分析
今年6月,意大利無(wú)線設(shè)備制造商Eggtronic推出了基于GaN的電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù),無(wú)需電源適配器,可在高達(dá)300W功率和40mm距離下實(shí)現(xiàn)高達(dá)95%的充電效率,完成了電感標(biāo)準(zhǔn)的真正突破。
其采用的一種混合無(wú)線交流電源專利技術(shù)E2WATT,內(nèi)部GaN技術(shù)由納微半導(dǎo)體提供,將單片集成模擬驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字邏輯電路集成在同一芯片上,額定頻率為2MHz,大大減少快充系統(tǒng)尺寸和功率轉(zhuǎn)換成本。
E2WATT技術(shù)能量效率與輸出功率關(guān)系(Source:Eggtronic)
E2WATT發(fā)射器(如下圖所示)使用邏輯電路將來(lái)自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為另一種交流頻率以激活線圈。底座由納微半導(dǎo)體的GaN半橋電路組成,用于激勵(lì)LC槽,符合Qi標(biāo)準(zhǔn)。該架構(gòu)允許高輸入電壓,無(wú)需串聯(lián)AC/DC轉(zhuǎn)換器,并且無(wú)需使用諧振LC槽路即可實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS),確保在大多數(shù)負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn) ZVS,降低了關(guān)斷和導(dǎo)通時(shí)的容性開關(guān)損耗。
E2WATT技術(shù)框圖(Source:Eggtronic)
04、結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)階段,頭部車廠均已開始布局無(wú)線充電技術(shù),上月更是有消息,中國(guó)臺(tái)灣知名代工廠世界先進(jìn)投資大陸無(wú)線充電企業(yè)——四川易沖科技,而考慮到世界先進(jìn)涉足GaN功率器件代工業(yè)務(wù),是否有所聯(lián)系不得而知。但可以肯定的是,隨著無(wú)線充電在各領(lǐng)域逐步普及,GaN技術(shù)將大有可為。(來(lái)源:化合物半導(dǎo)體市場(chǎng))
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