邁向大功率無線充電 安全為首要之務(wù)
盡管全世界目前還處于通訊協(xié)定的爭戰(zhàn)中,但是在大功率無線充電的挑戰(zhàn)上卻是采取一致的立場安全第一。在大功率無線充電傳輸架構(gòu)下,必須考量到下列幾個(gè)問題:收發(fā)裝置的功率控制;電磁輻射對周遭裝置的干擾;收發(fā)裝置本身抗干擾的能力;功能性安全,也就是安全本身的可靠程度;收發(fā)裝置的熱效應(yīng)問題;基礎(chǔ)設(shè)施的電力安全問題;因應(yīng)無線電力傳輸?shù)陌l(fā)展,產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展及測試認(rèn)證組織UL也隨之進(jìn)行電氣安全的發(fā)展工作。UL 2738是全球首部針對小型無線充電設(shè)備傳輸端與接受端的相容性安全測試標(biāo)準(zhǔn),在2010年10月14日由UL首次提出,并于2011年3月11日生效,能夠搭配攜帶式資訊產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)(IEC/UL 62368)或電源供應(yīng)設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)(UL 1310/UL 1012),做為一體化電子電機(jī)產(chǎn)品的電氣安全標(biāo)準(zhǔn),目前UL 2738能夠適用的電源功率可至100伏安(VA)的范圍,足夠大多數(shù)小型電器產(chǎn)品所使用。

盡管目前大功率無線充電傳輸介面并不需要金屬的實(shí)體接觸,因此少了漏電的危險(xiǎn)W,也少了連接器脫落的起弧危險(xiǎn),但是由于目前的大功率無線充電傳輸系統(tǒng),仍然必須要配合家用的交流主電力系統(tǒng)運(yùn)作,因此在大功率無線充電時(shí),仍然有交流降電壓的設(shè)計(jì),所以傳輸側(cè)的安全仍然是不可忽視的問題。國際通用標(biāo)準(zhǔn)IEC 60479-1標(biāo)準(zhǔn),說明了電擊危害的模式與限制,一般的所謂安全電流、電壓、功率范圍(Non-hazardous, Class II)的定義是30VDC Maximum、8A Maximum和100W Maximum,盡管行動(dòng)電子裝置的功率大多小于10瓦,但是到了家電設(shè)備如臺(tái)燈、吸塵器、電視、收音機(jī)、熱水瓶等耗電設(shè)備時(shí),就有可能超過30VDC的使用情況,如果再加上一對多充的延長線時(shí),那轉(zhuǎn)換后的功率就會(huì)有超過100瓦的機(jī)會(huì),這樣的電力來源就會(huì)造成埋入無線傳輸介面時(shí)整體設(shè)備的電氣安全危險(xiǎn)。
智慧化的大功率無線充電傳輸安全,關(guān)鍵在于仰賴可靠的軟體與硬體自動(dòng)控制,傳統(tǒng)以材料特性為主的安全評估模式將不敷使用。以防止漏電為例,過去大多數(shù)是采用絕緣材料或是拉大電源與外殼的距離,新設(shè)計(jì)能夠透過漏電流偵測、切斷電源或降低電壓而保持安全,但漏電流偵測器的可靠性也須納入考量,使用次數(shù)頻率、操作環(huán)境與軟體程式設(shè)計(jì)、抗干擾等特性都十分重要,IEC/UL 61508、IEC/UL 60730等均是用于評估功能性安全控制的標(biāo)準(zhǔn),未來國際調(diào)和的資訊設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)IEC/UL 62368也將導(dǎo)入安全危害防治評估的概念,然而因?yàn)樵u估難度高,涉及自動(dòng)控制的核心技術(shù)設(shè)計(jì),因此目前取得驗(yàn)證的制造商寥寥可數(shù)。

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