於 2024 年 9 月推出的 Qi 2.1 無線充電聯盟標準,旨在解決該技術所面臨的主要挑戰,包括對準問題、跨裝置相容性和低效的電力傳輸。隨著 Qi 技術在全球超過 1100 個產品系列和 15 億台設備基礎上不斷擴展,製造商現在必須驗證三個關鍵要素:主動對齊功率曲線、磁性附件蓋性能以及負載品質因數測量,以確保不同設備形態的效率保持一致。
主動對齊功率配置 (APP):優化充電的動態定位
主動對準功率曲線(APP)也被稱為動圈技術,代表了 Qi 2.1 的重大突破。此功能使傳輸器能根據裝置移動而調整角度,優化與接收器的對準。 Qi 2.1 之前的無線充電器因對準錯失而導致充電速度明顯降低,甚至造成發熱或充電失敗的現象。此缺陷在車輛等動態較多的環境中因位置幹擾而明顯放大。
APP 技術透過發送小脈衝訊號來定位手機線圈,從而對準傳輸器線圈,並透過持續的位置資訊監控與調整來優化充電效率。支援 APP 的充電器無需精確手動放置,即可自動偵測接收器位置並優化充電線圈對齊。這確保即便在如車輛儀表板這類振動與移動頻繁的環境中,或在昏暗光線下的床頭櫃上,保持穩定的充電率。對於製造商而言,APP 技術為充電解決方案提供了更多靈活性,確保在不同環境下都能保持高效充電。
APP(動圈)符合性測試的新測試案例包括:
- 主動對準功能與對準檢查
- 初始對準驗證
- 重新對準功能
- 隱蔽對準性能
- 更新對準能力
- 利用攝影機凸點模擬進行 LQK 驗證
磁性蓋電源設定檔:拓展至非原生裝置的相容性
在 Qi 2.1 推出之前,沒有內建磁性對準功能的裝置往往無法達到理想的 15W 充電速率。雖然最初的 Qi2 標準要求設備根據磁功率分佈(MPP)內建磁鐵,但由於設備的厚度、重量及多種磁場設計考量,許多製造商最終未能將 Qi2 技術納入產品設計中。
WPC 推出的 MCPE 和 MCPM 規範,旨在透過允許非磁性 BPP(基準功率分佈)和 EPP(擴展功率分佈)設備用戶借助手機殼內的磁鐵實現 MPP 優勢,從而解決上述問題。相關規範明確了磁場強度、極性和定位等要求,使配件製造商能夠設計相容於 Qi 的外殼,並有效提升充電性能。
借助“Qi Ready”標籤,製造商無需內置磁鐵也可加入 Qi2 生態系統。根據新的分類方式,支援 MPP 的裝置將貼上 Qi 標識,而不支援磁吸功能的非磁性版本,即使符合 2.0.0 或更高版本規範,依然僅標註為 Qi。
該標籤預計將促進手機配件標準化,進一步減少諸如第三方外殼與充電線圈對不齊等常見問題。對消費者而言,這意味著在不犧牲充電性能的前提下,享有更高的使用彈性;而對於配件製造商來說,也拓展了高端充電優化外殼的市場機會。
新的磁性蓋板產品 MCPE/MCPM 符合性測試包括:
- 磁性蓋存在檢查
- 不同座標下的位置轉換測試
- 與 EPP 和 MPP 標準的兼容性測試
在测试过程中,手机与外壳被视为一个组合的受测设备(DUT)。EPP 手机需在未搭配 MCPE 外壳的情况下通过所有 EPP 测试,而搭配 MCPE 外壳的手机组合则必须通过 MPP 测试。对于搭配 MPP 手机的 MCPM 外壳,也需满足类似的测试要求。
增強互通性與負載品質評估
Qi 2.1 透過改進對齊協議並引入全面的 LQK 測試,顯著提升了不同功率配置(BPP、EPP 和 MPP)之間的互通性,確保在多樣化的 Qi 認證設備生態中實現一致性能表現。 LQK 測試可量化設計因素(如相機凸起、厚重外殼或不規則背部)對傳輸器與接收器磁耦合效率的影響。
例如,為保護鏡頭所設定的光學組件可能在手機與充電器之間形成氣隙,增加充電線圈之間的垂直距離(Dz)。 Dz 值偏高會導致溫度升高,甚至引發錯誤的異物偵測(FOD)警報。 LQK 測試透過評估線圈阻抗、耦合係數變化、功率傳輸效率以及代表性機械阻礙(RMO)等參數,更貼近真實使用場景,而非理想化實驗環境。這不僅為製造商提供更明確的設計指引,也為消費者提供更高的 Qi 認證充電效率保障。
Qi 2.1 加強了互通性測試,以確保不同功率配置間的兼容性:
- PTX.CPX 測試:用於確認處理
- MPP.PTX 測試:用於功率控制和異常情況處理
- 用於驗證特殊 PTx 標識符的測試
增強投資報酬率:早期採用 Qi 2.1 的策略優勢
Qi 2.1 在主動對齊方面的突破為產品差異化創造了全新機遇,進一步提升使用者體驗。解決充電性能不穩定的問題,有助於促使觀望用戶下定決心購買;而磁性蓋板功率分佈(MCP)則為配件製造商打開了全新的營收管道。
隨著 Qi 2.2 預計將推出支援 25W MPP 的設備,以及三星、Google等主流 Android 廠商在 2025 年 CES 上正式宣布加入 Qi2 生態系統,市場顯然正朝著更高功率傳輸和更強互通性的方向加速演進。
透過與具備豐富經驗的測試實驗室與測試設備供應商合作,製造商不僅能加快產品開發進程,還能確保標準一致性並優化真實場景下的充電表現。面對新一代無線充電標準所定義的更廣大市場,現在正是加速版面的最佳時機。
Wireless Power Consortium, Inc. (WPC) 在全球多個司法管轄區擁有「Qi」商標的所有權。欲了解更多信息,請訪問 WPC 官方網站。