由于智慧型手机和汽车品牌大厂的力挺,多模无线充电晶片已日益受到市场重视,半导体大厂除推出单模产品外,亦快马加鞭研发可同时支援Qi、PMA与A4WP等无线充电标准的多模晶片方案,抢攻市场商机。多模无线充电晶片已势不可当。
面对无线充电标准百家争鸣,智慧型手机和汽车品牌商考量到各无线充电标准各有优劣,且为提供终端消费者使用便利性,对于多模无线充电晶片的需求更加殷切,正吸引半导体厂商竞相布局相关产品线,以积极卡位智慧型手机和汽车多模无线充电应用的市场商机。
通吃智慧手机市场 IC商猛攻多模无线充电
高创行销部副理王世伟表示,除无线充电联盟(WPC)阵营的晶片已获得不少智慧型手机厂商导入之外,Powermat挟瞄准iPhone 3和iPhone 4背盖所推出的PMA(Power Matters Alliance)标准无线充电晶片及其装置,亦已掌握近50%的市占,显见PMA与WPC阵营在无线充电市场已分庭抗礼;此外,未来A4WP(All for Wireless Power)阵营在智慧型手机市场发展的潜力亦不容小觑,遂让智慧型手机和晶片厂商纷纷投入多模无线充电方案的开发,以争食更大的无线充电市场商机大饼。
据了解,目前德州仪器(TI)、飞思卡尔(Freescale)等半导体大厂正紧锣密鼓地开发相容于WPC、PMA及A4WP的多模无线充电晶片方案,其中德州仪器已计划于2013年底前发布首款多模无线充电产品;飞思卡尔亦已针对车用智慧型手机充电座,提供相容于WPC和PMA标准的双模无线充电晶片方案样品给代理商先行导入参考设计。
飞思卡尔资深应用工程师黄耀宗透露,该公司除双模无线充电晶片之外,亦将规画导入整合WPC、PMA及A4WP标准的多模无线充电晶片方案开发,惟具体的产品发布时间尚未可公布。他还说,目前该公司针对车用智慧型手机无线充电座所开发的晶片方案已有样品,预计年底前面市。
除智慧型手机之外,美国通用汽车(GM)、克莱斯勒(Chrysler)、福特(Ford)等汽车品牌大厂亦计划于未来下一代车款导入相容于Qi和PMA的双模无线充电晶片,以提供终端用户更友善的使用体验,特别是通用汽车已强制规范车用智慧型手机充电装置供应商必须符合PMA标准规范,亦激励晶片大厂加紧投入支援Qi与PMA标准的双模无线充电晶片开发。
GM力拱 双模无线充电IC涌商机
安富利半导体事业部产品副理杨士纬表示,通用汽车入股无线充电技术研发公司Powermat后,为力挺Powermat所推动的PMA标准,已计划于下一代车款中导入,也因此,未来供应给通用汽车的车用智慧型手机充电座皆必须符合PMA无线充电标准规范。
杨士纬进一步指出,现阶段尚未有智慧型手机品牌商与晶片业者推出仅支援PMA标准的产品;相较之下,无线充电联盟(WPC)所推的Qi标准则已获得众多智慧型手机品牌商支持,并有终端商品问世,因此WPC联盟的晶片商纷纷展开相容于Qi和PMA标准的双模无线充电晶片方案部署,以助力汽车充电模组厂设计出符合通用汽车要求的车用智慧型手机充电方案,打进供应链体系。
据了解,Qi与PMA标准皆属于电磁感应式的无线充电技术,因此既有的Qi晶片开发商仅须向PMA联盟取得通讯协议(Protocol)韧体授权,并置入晶片中,同时调整小部分的外部电路设计,即可开发出相容于Qi和PMA标准的双模无线充电晶片。
日前,IDT已率先业界发表相容于Qi与PMA标准的双模无线电源接收器IC--,IDTP9021。据了解,IDTP9021是IDT无线电源接收器IDTP9020的强化版本,系业界首款获得PMA预认证(Pre-certification)的产品。
杨士纬透露,除IDT之外,安富利所代理的两大无线充电晶片大厂飞思卡尔和德州仪器,亦正快马加鞭投入双模无线充电方案开发,预计产品将于下半年问世。
不让IDT、飞思卡尔及德州仪器专美于前,恩智浦(NXP)亦正紧锣密鼓地展开多模无线充电晶片方案布局,准备大举进军车用智慧型手机充电装置市场。
本装置系针对汽车内一氧化碳及二氧化碳等有毒气体浓度达到对人体有害浓度警戒值P1(如一氧化碳800ppm),此时可能导致驾驶人员疲劳甚至造成生命安全危险时,车室内设置气体侦测器,并利用具内建类比数位转换器(ADC)功能的HT46F49E晶片来判断特定气体浓度P是否大于具危险警戒特定气体浓度警戒值P1;若是,则自动打开车窗玻璃,让车内与车外自然空气对流通风,以降低有害气体浓度,使车内保持一定的空气品质。
当气体侦测器侦测特定气体浓度仍持续增加,并已经大于对生命安全具重大威胁的特定气体浓度临界值P2(如一氧化碳1,600ppm),代表驾驶人可能已经呈现昏迷或晕眩,若短时间内(如一氧化碳1,600ppm,2小时)不立即处置,将导致驾驶人死亡,将透过GSM手机通报系统自动即时传递GPS定位座标及求救讯息给自行设定的指定号码(如亲朋好友、119或消防局),自动发出求救信号让救难人员知道你在哪里,第一时间定位并且通报及时抢救,这样才能将伤害降到最低。
若有害气体浓度严重超出设定值,将发出求信号让救难人员知道你在哪里,第一时间定位并且通报及时抢救,这样才能将伤害降到最低。
本装置系针对汽车内当所产生的有害气体(CO、CO2)浓度高于安全值时,让气体感测器传递讯号至微控制器判别动作,使得车窗动作打开一缝隙,使车内保持通风减少有害气体浓度。当气体浓度超出设定值时,将透过GSM手机警报通报系统自动即时传递GPS定位通报及讯息给自行设定的指定号码(如亲朋好友、119或消防局),方便后续搜救人员定位搜寻。
新一代被动式安全防护系统结构说明
其中,气体侦测器系设置在车室内部,较佳者,气体侦测器设置在车室通气孔周围,避免汽车废气因透过通气孔跑回车内而不自觉,如此时气体侦测器就可侦测汽车密闭空间内部特定气体的浓度。
为模拟在密闭的车室空间内充满有毒的特定气体(如一氧化碳或二氧化碳),本装置将宝特瓶模拟为汽车密闭空间,用宝特瓶置入已点燃的线香,此时宝特瓶内将逐渐充满二氧化碳气体,且其浓度将愈来愈高。
假设气体侦测器侦测车内有害气体浓度P,HT46F49E晶片内建对人体有害浓度警戒值P1;当P>P1时,透过HT46F49E这颗晶片内建的ADC转换功能,让HT46F49E发出命令信号给车窗玻璃的升降机构。当气体侦测器侦测特定气体浓度仍持续增加,并已经大于对生命安全具重大威胁的特定气体浓度临界值P2;即当P>P2时,GSM发出紧报求救讯息及GPS定位讯号给给自行设定的指定号码(如亲朋好友、119或消防局)。
因HT46F49E晶片所输出信号值太小,无法直接驱动车窗玻璃升降机马达,必须透过放大电路予以放大输出讯号。气体侦测器外部要一些电子元件来驱动。
整合气体侦测器 被动安全防护系统性能加分
因一氧化碳或二氧化碳是无色无味的有毒气体,不管是人为或意外因素而皆会导致驾驶人疲劳驾驶甚至陷入昏迷,其造成车祸伤亡数及意外致死率不亚于于一般车祸或酒醉驾驶意外(因驾驶人往往在不自觉的状况中昏睡窒息死亡,当被人发现时皆已回天乏术),因此预防汽车驾驶人一氧化碳中毒暨求救的被动式安全防护系统应进一步被重视;此外,传统局限于汽车一般道路车祸意外的被动式安全防护系统,应被扩大定义及设计至汽车驾驶人因特定有毒气体浓度所导致的伤亡,其被动安全防护系统应进一步被重视。
另一方面,本汽车被动安全设计装置系针对汽车内一氧化碳及二氧化碳等有毒气体,当其浓度达到对人体有害浓度警戒值,能自动启动安全开窗机制,让车内与车外自然空气对流通风,以降低有害气体浓度,使车内保持一定的空气品质。若气体侦测器侦测特定气体浓度仍持续增加,并已大于对生命安全具重大威胁的特定气体浓度临界值,代表驾驶人可能已经呈现昏迷或晕眩(若短时间内不立即处置,将导致驾驶人死亡),透过GSM手机通报系统自动即时传递GPS定位座标及求救讯息给自行设定的指定号码(如亲朋好友、119或消防局),方便搜救人员定位搜寻,避免在繁荣市区大海捞针似的搜寻人车,争取极有限的搜救时效。
本装置将已点燃的线香放入宝特瓶的密闭空间中,让宝特瓶逐渐充满二氧化碳,以模拟车室内遇有害气体过浓意外事件,并将气体侦测器置入已挖孔的宝特瓶盖内,气体侦测器会将感测讯号传给HT46F49E晶片,当其浓度达到对人体有害浓度警戒值时,晶片触发作动讯号让汽车车窗玻璃自动下降。
倘若气体侦测器侦测特定气体浓度仍持续增加,并已经大于对生命安全具重大威胁的特定气体浓度临界值,代表驾驶人可能已经呈现昏迷或晕眩(若短时间内不立即处置,将导致驾驶人死亡),本装置透过GSM手机通报系统自动即时传递GPS定位座标及求救讯息给自行设定的指定号码(如亲朋好友、119或消防局),方便搜救人员定位搜寻,避免在繁荣市区大海捞针似的搜寻人车,争取极有限的搜救时效,其GPS系统定位出人车意外的座标,GSM系统发出求救简讯给救难单位。
本装置整合气体侦测器自动感测车室内部CO或CO2等有毒气体浓度、自动开窗降低车室有毒气体浓度、GPS及GSM求救简讯发送搜救单位。
更多发展可能性 被动安全防护系统展多元风貌
未来可结合车窗薄膜太阳能辅助发电,作为独立的备用电源以防供电系统故障或电瓶没电而无法动作;或整合酒精吹嘴、类神经控制感测应用至本装置,加以实验数据研发出可防酒驾危险驾驶等相关被动安全系统设计。
总的来说,人在吸入过多有害气体,疲倦、昏眩等轻微不适症状,往往已经中毒而不自觉的状况下,然而目前汽车被动式安全防护系统设计皆只重视一般道路车祸,本装置特别针对气体意外事件发生前加以进行防护设计,符合汽车安全设计趋势;再者,本装置利用气体感测器主动侦测有害气体浓度是否过高,并立即自动开窗及解中控锁,提升车内人员逃生机会,符合被动式安全设计;此外,本装置利用GPS及GSM进行有害气体事件后自动汽车定址及求救简讯发送,方便搜救人员第一时间获知人地物讯息,立即进行后续搜救,以避免后续伤亡扩大,符合第三阶段安全设计。