余峰坦承,目前制约磁共振式无线充电的一大挑战就是成本还太贵,仅一套模块的成本就超过130元,基本上是Qi产品的2-3倍。这里主要有以下技术挑战和产业链挑战:
首先是6.78Mhz高频开关电源设计的挑战,磁共振应该算是谐振电路的一种复杂电路(软开关),发射端高频谐振腔与外围的器件参数关联会很高,需要一些专利的软件的算法。
何谓高频电源?它的难度与功率等级有关系,如果做一个500W的产品,做到200khz就算是高频;如果是200W的产品,做到500khz就算是高频;但是一个2W的东西,可能要做到2Mhz才算是高频。而微鹅做的是一个24W的产品,做到了6.78Mhz,算是很高频的电源了。“比如我们查过TI的官网,它的最高频率的一个电源产品是6Mhz,功率不到1W。不过,我们的方案不是用单芯片解决的,单芯方案已经不能解决这么高的频率电源。我们外围需要一个谐振腔,它是由高频的电感与电容组成。电容不能用常规电容,需要用到工业级的电容,所以整套发端芯片成本不便宜。”
英特尔也是磁共振无线充电阵营的,但是他为了给笔电充电,直接上了50W。但是在6.78Mhz的高频下,必须用到新型器件,比如氮化镓器件,这样成本太贵了(氮化镓器件的高频特性更好,开关的时候驱动损耗小、管子的导通损耗小、开关损耗也小)。“而我们给手机充电是可以用常规硅器件的,没有问题。”余峰解释。
其实,这里更贵的是线圈+磁性材料的成本,在发端,线圈+磁性材料的成本比芯片还要贵。这里的线圈与普通线圈不一样,高频要求对参数控制很严格,这样线圈就不能采用普通的机械绕线工艺,它需要采用PCB印刷+蚀刻的方式,所以成本会提升很多。“目前我们发射端线圈与天线厂商合作比较多,比如硕贝德曾经合作过,现在是维力谷(新三板),顺络(线圈+磁性材料)等。”余峰说道。发端,线圈成本占到40%左右。
另一个成本是磁性材料,因为是高频,所以能提供的厂商不多。“我们与主流的磁性材料厂商都磨合过,比如横店东磁,天通、顺络、Amoteck等。他们的高频磁性材料可以用,但是还有很大的提升空间,这里的主要挑战是如何将损耗降低。所前所述,磁性材料中的磁轴会随着频率增高翻转加快,频率越高,翻转越快,发热也会加大,所以,如何在导磁的同时,将发热降低,是很大的挑战。目前只有一些大的磁性材料厂商有这个能力做到。”他称。
还有一个技术挑战就是,磁共振无线充电时,对触控屏会有影响,严重时屏幕划不动。“我们花了大半年的时间解决了这个问题。”他解释,具体来说,比如设计时对磁场的控制要精细,线圈设计时要控制好磁场的走向,减小磁场强度等。此外,电磁兼容的挑战也很大,他们最后是牺牲了大约6个点的效率,才使得电磁兼容过关。“当然,我有信心后面将这6个点的效率提升回来。”余峰称。

图:微鹅科技的磁共振无线充电方案,以iphone6为例,半个小时可以充满30%的电量
其实,总的来说,就是磁共振无线充电产业链还非常不成熟,当产业链成熟后,成本可以迅速下降的。微鹅科技算是第一个敢于吃螃蟹的公司,并且初试市场,获得了不错的回应,当然,这也许与前面开篇提到的,大家疯传下一代iphone会采用无线充电相关,因为苹果要采用了,业界开始预热。那么,回到开始的问题,下一代iphone会用什么技术?会支持到如上所述的10cm以上中距离充电吗?
答案可能会让很多人失望了,因为从它的磁性材料供应商处得到的信息,它的磁性材料的频率为300 Khz,所以应该采用的是低频磁感应式无线充电,但是它的频率比Qi又稍高一些,估计,可以支持到的距离比目前的Qi标准要好,灵活性更大,但是远不如磁共振方式的距离可以达到5cm以上甚至10cm以上。所以,据苹果内部的工程师透露,他们团队内部也在评估高频的磁共振无线充电方案,也许未来会采用。
“但是最终来说,A4WP遇到的问题还是可以解决的,而Qi遇到的是技术天花板,无法解决。用户使用体验差,距离与面积的自由度差。”余峰说道,“通过这大半年的产品运营,我们还是非常看好磁共振无线充电应用的,并且有信心将效率与距离的体验进一步提升。”