無線供電新技術(shù)：從10m遠(yuǎn)處為20個終端提供1W電力 - 全文

　　日本KDDI與美國初創(chuàng)企業(yè)Ossia共同開發(fā)出了可對分散在室內(nèi)的多臺設(shè)備同時供電的無線供電技術(shù)“Cota”。從理論上來說，“可向距離供電裝置 10m左右的多個終端分別提供最大1W的電力”（Ossia的解說員）。即便受電終端的位置發(fā)生移動也能進(jìn)行供電。除了手機及可穿戴終端之外，兩公司還打算將該技術(shù)應(yīng)用于智能鎖及恒溫器等IoT設(shè)備。

　　圖1 可向10m遠(yuǎn)處的終端無線供電

　　KDDI 與Ossia共同開發(fā)出了可對分散在室內(nèi)的多臺設(shè)備同時供電的無線供電技術(shù)“Cota”。特點是可分別向距離供電裝置10m左右的多臺終端最大提供1W的電力。在2016年1月舉行的“2016 International CES”上，兩公司使用支持Cota的試制供電裝置，向智能手機及智能鎖進(jìn)行了供電。 （點擊放大）

　　圖2 利用多重路徑來發(fā)送電波

　　Cota使用數(shù)百個天線，通過多重路徑來發(fā)送電力，雖然每個路徑的電波比較微弱，但可在接收點獲得很大電力。（圖：《日經(jīng)電子》根據(jù)Ossia的資料繪制） （點擊放大）

　　在2016年1月舉行的“2016 International CES”上，兩公司構(gòu)建了采用Cota的試制系統(tǒng)，并進(jìn)行了運行演示（圖1）。此次使用試制的圓筒狀供電裝置，對智能手機及智能鎖進(jìn)行了供電。

　　利用信標(biāo)

　　Cota 的大致工作原理如下。首先，由受電終端每秒向供電裝置發(fā)送100次信標(biāo)信號。由收到該信標(biāo)信號的供電裝置掌握與受電終端之間的信號傳播特性。供電裝置利用這種傳播特性，發(fā)送2.4GHz的供電電波，以便讓受電終端能夠接收到最大電力。供電天線由數(shù)百個天線構(gòu)成。將這種原理當(dāng)做波束賦形（Beamforming）的供電版，應(yīng)該比較容易理解。

　　據(jù)介紹，使用大量天線的理由是由此減弱各個受電路徑上的電波，以防對人體及其他設(shè)備帶來不良影響。因為使用的是電波，所以稱之為“電波方式”。

　　據(jù)KDDI的解說員介紹，第三方機構(gòu)美國CKC Laboratories對Cota實施了EMC驗證。已證實該技術(shù)符合FCC（美國聯(lián)邦通信委員會）的規(guī)定。

　　KDDI 通過該公司和Global Brain共同設(shè)立的投資基金“KDDI Open Innovation Fund”，于2015年1月向Ossia進(jìn)行了投資。據(jù)介紹，KDDI是考慮到有利于提高智能手機及IoT設(shè)備的方便性，才決定向Ossia投資的。因為符合FCC的規(guī)定，所以“首先打算從美國市場開始推廣。目標(biāo)是在2017年的CES前后完成最終產(chǎn)品。我們打算在美國取得一定業(yè)績之后再進(jìn)軍日本市場。不過，日本需要從制定相關(guān)法規(guī)開始做起，因此需要時間，我們打算扎實推進(jìn)”（KDDI的解說員）。

　　另據(jù)介紹，除了KDDI之外，美國英特爾投資（Intel Capital）公司也向Ossia進(jìn)行了投資?？傤~“約為30多萬美元”（Ossia的解說員）。

　　與現(xiàn)有無線供電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不同

　　用于智能手機的無線供電技術(shù)，比如“Qi”等已經(jīng)實現(xiàn)實用化。這種無線供電技術(shù)需要讓供電裝置和受電終端的距離挨得比較近。而Cota的特點是可以從較遠(yuǎn)的位置供電。不過，Qi可供應(yīng)的電力為5W以上，而Cota僅為1W?！半m然技術(shù)上可以提供更大的電力，但為了符合FCC等各地區(qū)的規(guī)定，只提供了1W的電力”（KDDI的解說員）。

　　因此，現(xiàn)有無線供電技術(shù)與Cota應(yīng)用于不同的用途?！氨热纾悄苁謾C及平板電腦等電池容量較大的設(shè)備可使用Qi等技術(shù)，而可穿戴終端及IoT終端等電池容量較小的設(shè)備可使用Cota”（KDDI的解說員）。

　　圖3 面向IoT設(shè)備開發(fā)出了5號電池型受電技術(shù)

　　面向恒溫器及智能鎖等使用5號電池來驅(qū)動的設(shè)備，試制出了5號電池型受電終端。 （點擊放大）

　　在IoT終端中，還有恒溫器及智能鎖等使用5號電池來驅(qū)動的產(chǎn)品。因此，此次試制了5號電池型受電終端（圖3）。配備了Cota用天線、受電IC（接收器IC）、臨時儲存電力的二次電池。據(jù)介紹，目前最多可支持20個5號電池型終端，可分別向各個終端提供最大1W的電力。

　　試制的供電裝置配備了16塊主板。各主板安裝了多個天線和供電IC（發(fā)送器）（圖4）。運行演示使用的試制品的尺寸目前為“垃圾桶大小”（Ossia的解說員），“2016年5～6月前后將縮小至約一半大小”（該解說員）（圖5）。

　　圖4 配備了多個天線和供電IC

　　供電裝置配備的主板上安裝了多個天線和供電IC（a）。供電IC等預(yù)定由Si-Ware公司提供（b）。 （點擊放大）

　　圖5 新一代產(chǎn)品將縮小尺寸

　　據(jù)介紹，正在開發(fā)的供電裝置的體積只有目前的試制品的約一半。 （點擊放大）

　　預(yù)定供電IC于2016年第一季度提供樣品，受電IC于2016年第二季度提供樣品。將由埃及Si-Ware Systems公司提供。