Qi 2.1於2024年9月發布,旨在解決無線充電的對準問題、相容性和電力傳輸效率。新增的主動對準功率曲線技術可自動調整充電器與設備的對準,提升充電效率。隨著未來的Qi 2.2標準,市場將朝向更高功率和更強互通性發展。
Qi 2.1是Qi2標準的延伸版本,於2024年9月正式發布,旨在解決該技術所面臨的主要挑戰,包括對準問題、跨裝置相容性和電力傳輸效率的低落。隨著Qi技術在全球超過1,100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間的充電效率能夠一致。
主動對準 優化動態充電
線主動對準功率曲線(Active Alignment Power Profile, 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線圈位置或角度,優化與接收器的對準。Qi 2.1之前的無線充電器因對準偏移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干擾而明顯放大。
APP技術透過發送小脈衝訊號來定位手機線圈,以對準傳輸器線圈,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配對耦合特性(LQK)驗證
磁性蓋電源 拓展相容性
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布(Magnetic Power Profile, 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技術導入產品設計中。
無線充電聯盟(Wireless Power Consortium, WPC)推出的磁性蓋板功率擴展(Magnetic Cover Power Extension, MCPE)和磁性蓋板功率調整(Magnetic Cover Power Modifier, MCPM)規範,旨在透過允許非磁性基準功率分布(Baseline Power Profile, BPP)和擴展功率分布(Extended Power Profile, EPP)設備,用戶可借助手機殼內的磁鐵實現MPP優勢,以解決上述問題。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的裝置可標註Qi2標誌;不支援磁吸功能的非磁性版本則維持Qi1標誌。
該標籤預計可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,這意味著可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,也拓展了高階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標準的相容性測試
在測試過程中,手機與外殼被視為一個組合的受測設備(Device Under Test, DUT)。EPP手機需在未搭配MCPE外殼的情況下通過所有EPP測試,而搭配MCPE外殼的手機組合則必須通過MPP測試。對於搭配MPP手機的MCPM外殼,也需滿足類似的測試要求。
增強互通性 評估負載品質
Qi 2.1透過改進對齊協議並導入全面的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(Vertical Distance between Coils, Dz)。Dz值偏高會導致溫度升高,甚至引發錯誤的異物偵測(Foreign Object Detection, 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(Representative Mechanical Obstruction, 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明確的設計指引,也為消費者提供更好的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:用於確認電力傳輸與錯誤回應
- MPP.PTX測試:用於功率控制和異常情況處理
- PTx標識符測試:用於驗證特殊識別碼
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會。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;而磁性蓋板相關規範(MCPE/MCPM)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年消費性電子展(Consumer Electronics Show, 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,現在正是加速布局的最佳時機。
(本文由GRL提供)