邁向大功率無線充電 安全為首要之務
盡管全世界目前還處于通訊協定的爭戰中,但是在大功率無線充電的挑戰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下,必須考量到下列幾個問題:收發裝置的功率控制;電磁輻射對周遭裝置的干擾;收發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;收發裝置的熱效應問題;基礎設施的電力安全問題;因應無線電力傳輸的發展,產品安全標準發展及測試認證組織UL也隨之進行電氣安全的發展工作。UL 2738是全球首部針對小型無線充電設備傳輸端與接受端的相容性安全測試標準,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品安全標準(IEC/UL 62368)或電源供應設備安全標準(UL 1310/UL 1012),做為一體化電子電機產品的電氣安全標準,目前UL 2738能夠適用的電源功率可至100伏安(VA)的范圍,足夠大多數小型電器產品所使用。
盡管目前大功率無線充電傳輸介面并不需要金屬的實體接觸,因此少了漏電的危險W,也少了連接器脫落的起弧危險,但是由于目前的大功率無線充電傳輸系統,仍然必須要配合家用的交流主電力系統運作,因此在大功率無線充電時,仍然有交流降電壓的設計,所以傳輸側的安全仍然是不可忽視的問題。國際通用標準IEC 60479-1標準,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,盡管行動電子裝置的功率大多小于10瓦,但是到了家電設備如臺燈、吸塵器、電視、收音機、熱水瓶等耗電設備時,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,那轉換后的功率就會有超過100瓦的機會,這樣的電力來源就會造成埋入無線傳輸介面時整體設備的電氣安全危險。
智慧化的大功率無線充電傳輸安全,關鍵在于仰賴可靠的軟體與硬體自動控制,傳統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,過去大多數是采用絕緣材料或是拉大電源與外殼的距離,新設計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,使用次數頻率、操作環境與軟體程式設計、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準,未來國際調和的資訊設備安全標準IEC/UL 62368也將導入安全危害防治評估的概念,然而因為評估難度高,涉及自動控制的核心技術設計,因此目前取得驗證的制造商寥寥可數。
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