2024.9.10 技術文章
無線充電聯盟(Wireless Power Consortium,簡稱WPC)是由多家獨立公司組成的全球性合作組織。 WPC制定了Qi標準,這是一個針對無線充電座和設備相容性的國際標準。 所有帶有Qi標誌的手機、相機、遙控器及其他電子產品都能夠與帶有同樣標誌的充電座相容使用。
“Qi”標誌是WPC聯盟的專有標識,任何無線充電產品如需使用該標誌,必須先獲得WPC的授權。 若未獲授權就使用Qi標誌,將被視為侵權行為,可能導致WPC的處罰或產品被迫下架。 與此同時,無線充電產品在通過Qi認證後,其各項性能指標符合Qi標準的要求,這也意味著產品的品質達到了較高的水準。對於消費者來說,使用通過Qi認證的產品相比未認證的產品更加安全可靠。
二、 什麼是Qi 協議?
Qi協定是由WPC(無線充電聯盟)制定的短距離低功率無線感應電力傳輸標準,主要用於智慧型手機和其他可攜式行動設備,提供5到15瓦的無線充電能力。 Qi的標誌是“Qi”,發音為“chee”,與“氣”同音,在亞洲哲學中像徵著一種無形的“元氣”或能量。 Qi標準確保了功率接收器和發射器之間的互通性和相容性,意味著任何支援Qi標準的接收設備都可以與任何Qi發射設備相容使用。
相較於前一代的Qi標準,Qi2升級採用全新的Qi標誌, 並加入MPP (磁功率配置, Magnetic Power Profile)協議,將其作為Qi2標準中的一個技術分支。此外,所有通過認證的設備規格必須完成身分驗證和授權機制(ie:鑒權驗證)。對於製造商來說,Qi2取消對「發射線圈參考類型」的要求,過去WPC設有參考線圈庫,製造商需從中選擇對應的線圈類型。而現在,製造商在認證過程中不再需要報告PTx線圈的參考類型,這不僅簡化了認證程序,還大大提高了產品設計的靈活性和自由度。
三、 Qi - V.1.3 驗證機制
WPC(無線充電聯盟)Qi-V.1.3標準增加了產品驗證作為新的安全檢測機制。此機制允許接收設備在確認發射設備是Qi認證產品之後,決定採用何種充電協定。這意味著,如果接收設備與發射設備之間的驗證機制未能成功執行,接收設備可以拒絕與發射設備進行任何通信,或只允許以最低充電功率(5W)進行充電,以確保不同無線充電產品之間的安全使用。
由於高瓦數的電力傳輸更容易引發安全問題,WPC在製定規格時針對不同輸出功率的產品有不同的驗證要求。舉例來說,支援中等瓦數(EPP)的電源發射設備在Qi-V.1.3認證中必須支援驗證機制,而支援低瓦數(BPP)的發射或接收設備則不需要進行驗證。這種做法確保了在高功率傳輸的情況下,設備之間的互動更為安全可靠。
四、 Qi 認證種類
現階段來說,WPC仍可針對不同版本的產品進行Qi認證,可細分如下:
• BPP (基線功率曲線): 於 2010年前推出,支援 Qi 1.2 協定下低於5W的功率等級。
• EPP (擴展功率配置文件) : 於2010至2021年之間推出,支援5~15W功率等級,Qi 1.3 協議。
• Samsung專有擴展 : 10W ,Qi 1.3 協議
• MPP (Magsafe電源設定檔),於2022年推出,支援15-50W 功率等級,Qi 2.0 協議。
Qi 認證實驗室資源
ATL(授權實驗室)資源如下:
五、 Qi 認證流程與測試項目
為一款產品申請Qi認證,首先公司需要成為WPC(無線充電聯盟)的會員,並支付相應的會員費用。 WPC的會員類型包括小型企業會員、普通會員、完全資格會員和創始會員,每種會員類別的費用和所享有的權利各不相同。
成為授權會員後,公司需準備5台功能正常的樣機(需採用符合Qi認證標準的無線充電方案,如NXP、旭鑫勝、凌陽、易充等),並將其送至WPC指定的國內認證實驗室,如安正、SGS、普瑞賽思等。接著,方案公司與客戶需填寫相關的產品型號、WPC會員名稱及認證類型。
根據輸出功率的不同,Qi認證的產品類型分為BPP(基本功率配置)和EPP(擴展功率配置)兩種。 BPP適用於輸出功率小於或等於5W的產品,而EPP適用於輸出功率大於5W至30W的產品。完成這些步驟後,還需要支付測試費用。
Qi 認證的測試包含了兩部分:
1. 符合性測試
設備在測試(DUT)需送至ATL(授權測試實驗室),並依據WPC制定的Qi規格進行驗證。這樣可以確保所有通過Qi認證的產品均符合最新制定的標準。測試內容詳見下表。
2. 兼容性測試(IOP)
完成合規性測試後,待測物需被送往IOC(互通性測試中心)並與上百種先前取得Qi認證之品進行相容性的測試,確保所有在市面上有Qi 標識的發射器與接收器之間能夠建立無線充電通訊協議,測試內容如下表。
除了前述的功能性測試外,Qi認證的完整過程如下:
1.製造商填寫產品資料並選擇授權測試實驗室和互通性測試中心。
2. LLA(標誌許可管理員)驗證第一步驟中提交的資料是否準確無誤。
3. ATL(授權測試實驗室)進行合規性測試並上傳測試結果。
4. IOC(互通性測試中心)進行相容性測試並上傳測試結果。
5. 製造商再次確認產品資料、型號及外觀。
6. LLA驗證測試結果和資料無誤後,認證產品將會出現在已認證產品頁面上。
六、 Qi電源設定檔版本 – BPP & EPP
隨著無線充電產品的廣泛應用,市場對充電效率的要求顯著提高。為了應對這一需求,WPC在製定Qi無線充電標準時,將產品依輸出功率分為小功率的BPP(基線功率配置)和中功率的EPP(擴展功率配置)。由於EPP功率輸出較高,如果與不符合Qi標準的產品搭配使用,可能會引發安全隱患。
因此,WPC在2021年初發布了Qi-V.1.3標準。與先前的Qi-V.1.2.4版本相比,主要在於提高了測試的嚴謹度,並透過驗證機制解決安全性問題。以下將介紹不同輸出功率產品的定義以及驗證部分的細節: