隨著無線充電在手機(jī)和TWS藍(lán)牙耳機(jī)上的應(yīng)用越來越普及，無線充電技術(shù)目前正加速向其它各類終端方向延伸發(fā)展。為幫助相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品在較短時(shí)間內(nèi)獲得歐盟及北美洲市場(chǎng)的認(rèn)可，本文主要針對(duì)無線充電設(shè)備的歐盟及美國市場(chǎng)準(zhǔn)入要求，即無線充電設(shè)備CE認(rèn)證、FCC認(rèn)證相關(guān)要求進(jìn)行簡(jiǎn)析說明。
一、無線充電技術(shù)簡(jiǎn)析
目前無線充電主要有電磁感應(yīng)式、磁共振式、電場(chǎng)耦合式和無線電波式四種基本方式，其相關(guān)技術(shù)特征見表1：
表1 無線充電技術(shù)分類及技術(shù)特征
類型 | 電磁感應(yīng)式 | 磁共振式 | 電場(chǎng)耦合式 | 無線電波式 |
傳輸功率 | 10W量級(jí) | 1kW量級(jí) | 10W量級(jí) | 1W量級(jí) |
傳輸距離 | 幾mm到幾cm | 幾cm到幾m | 幾mm到幾cm | 大于10m |
使用頻段 | 10kHz~1MHz | 1MHz~100MHz | 100kHz~10MHz | 中波~微波 |
充電效率 | 70%~90% | 40%~60% | 60%~90% | 很低 |
優(yōu)點(diǎn) | 短距離充電，效率高 | 遠(yuǎn)距離大功率充電 | 短距離充電，效率高，位置可不固定 | 適合遠(yuǎn)距離小功率充電 |
缺點(diǎn) | 需要精準(zhǔn)位置充電，會(huì)發(fā)熱 | 轉(zhuǎn)換效率低，考慮電磁暴露 | 體積較大，功率較小 | 效率很低，功率低，充電時(shí)間長(zhǎng) |
二、CE認(rèn)證要求
1.產(chǎn)品的分類
進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的無線充電設(shè)備，根據(jù)其無線技術(shù)及功能可分為三類,具體要求及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)見表2：
表2 無線充電設(shè)備的分類及要求
無線充電設(shè)備類別 | LVD指令-電磁暴露 | RED 指令 | EMC指令 |
3.1a條款 | 3.1b條款 | 3.2條款 |
僅能量傳輸，無數(shù)據(jù)通信 | EN IEC 62311、EN 50364、EN 62369-1 | 無相關(guān)要求 | EN 55011等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) |
電能傳輸及數(shù)據(jù)通信在相同的頻段 | 無相關(guān)要求 | EN IEC 62311、EN 50364、EN 62369-1 | ETSI EN 301 489-1/3 | ETSI EN 303 417 | 無相關(guān)要求 |
能量傳輸和數(shù)據(jù)通信使用的頻率在不相同的頻段 | 根據(jù)法規(guī)要求，分以下兩種情況進(jìn)行。 (1) 電能傳輸和數(shù)據(jù)通信的頻段在目前ETSI標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定的，則按照對(duì)應(yīng)的ETSI標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 (2) 能量傳輸部分滿足EN 55011等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)通信部分滿足對(duì)應(yīng)的ETSI標(biāo)準(zhǔn)。 |
2.ETSI EN 303 417測(cè)試要求
ETSI EN 303 417允許無線充電設(shè)備使用的頻率見表3，相關(guān)工作模式及測(cè)試要求見表4：
表3 ETSI EN 303 417允許使用的頻率
頻率范圍 | 頻段 | 應(yīng)用 |
1 | 19kHz-21kHz | 無線充電 |
2 | 59kHz-61kHz | 無線充電 |
3 | 79kHz-90kHz | 無線充電 |
4 | 100kHz-119kHz | 無線充電 |
119kHz-140kHz | 無線充電 |
140kHz-148.5kHz | 無線充電 |
148.5kHz-300kHz | 無線充電 |
5 | 6765kHz-6795kHz | 無線充電 |
表4 無線充電設(shè)要求工作模式及相關(guān)測(cè)試要求
| 模式1： 空閑模式 | 模式2： 充電調(diào)整模式 | 模式3： 數(shù)據(jù)通信模式 | 模式4： 能量傳輸模式 |
測(cè)試布置 | 單設(shè)備布置 | 組合設(shè)備布置 | 充電位置對(duì)準(zhǔn) | 充電位置對(duì)準(zhǔn) |
固定部件的功能 | 發(fā)射 | 發(fā)射和接收 | 發(fā)射和接收 | 發(fā)射和接收 |
移動(dòng)部件的功能 | 不適用 | 發(fā)射和接收 | 發(fā)射和接收 | 發(fā)射和接收 |
測(cè)試場(chǎng)景要求 | 固定部分/充電底座的發(fā)射測(cè)試 | 1)制造商應(yīng)聲明WPT系統(tǒng)典型運(yùn)行模式。 2)制造商應(yīng)聲明最大距離通信距離D，測(cè)試應(yīng)在最大通信距離下進(jìn)行。 3）最大距離通信大于1米，則每個(gè)發(fā)射部分應(yīng)單獨(dú)測(cè)試。 | 所有的WPT系統(tǒng)組件應(yīng)放在一起進(jìn)行測(cè)試，初級(jí)線圈（在固定組件中）和次級(jí)線圈（在移動(dòng)設(shè)備中）應(yīng)放置成最差對(duì)齊狀態(tài)。 |
三、FCC認(rèn)證要求
根據(jù)FCC法規(guī)，工作頻率大于9 kHz的無線充電設(shè)備被認(rèn)為是有意發(fā)射，根據(jù)其無線技術(shù)及功能，需要符合FCC part15或part18的相關(guān)要求，具體見表5：
表5 無線充電設(shè)備的分類及要求
無線充電設(shè)備類別 | FCC part 15 | FCC part 18 |
僅能量傳輸，無數(shù)據(jù)通信 | 不適用 | 適用 |
電能傳輸及數(shù)據(jù)通信在相同的頻段 | 適用 | 不適用 |
能量傳輸和數(shù)據(jù)通信使用的頻率在不相同的頻段 | 適用 | 適用 |
另外，無線充電設(shè)備同時(shí)需要符合KDB 680106 D01文件的電磁暴露的要求取得FCC授權(quán)，具體如下：
1.符合Part 15要求的無線充設(shè)備
需要向FCC做一個(gè)“Equipment Compliance Review” (ECR)和最小射頻暴露符合測(cè)試距離的問詢，以確保評(píng)估方式的合規(guī)，主要以電磁場(chǎng)測(cè)量結(jié)果來評(píng)估。針對(duì)遠(yuǎn)離人體使用的移動(dòng)式設(shè)備一般測(cè)試距離為20cm，便攜式設(shè)備一般測(cè)試距離為5mm或0mm。
2.符合Part 18要求的無線充設(shè)備
可通過供應(yīng)商符合性聲明 (SDoC)或認(rèn)證兩種方式取得無線充電設(shè)備授權(quán)。對(duì)于SDoC授權(quán)的設(shè)備，責(zé)任方必須保留一份測(cè)試報(bào)告副本，根據(jù)KDB 865664 D02證明合規(guī)性并按要求提供給FCC；根據(jù)認(rèn)證取得授權(quán)的設(shè)備申請(qǐng)應(yīng)包括射頻暴露評(píng)估并符合KDB 447498的要求。
除符合KDB 680106 D01v04 第5.2條所述的6個(gè)要求（見表6）的無線充設(shè)備，可不用經(jīng)過FCC直接取得授權(quán)外，其他情況無論使用SDoC或認(rèn)證授權(quán)都需要獲得FCC的同意（制造商應(yīng)使用KDB inquiry流程來獲得FCC同意），否則授權(quán)都會(huì)被視為無效。
表6 KDB 680106 D01v04 第5.2條所述的6個(gè)要求
1. | 功率傳輸頻率低于1MHz |
2. | 每個(gè)發(fā)射單元（如線圈）的輸出功率小于15W |
3. | 提供最大允許負(fù)載的客戶端設(shè)備與發(fā)射機(jī)物理接觸 |
4. | 僅適用于符合FCC part 2.1091規(guī)定的移動(dòng)設(shè)備 |
5. | 在裝置周圍15 cm處或超過15 cm的任何地方,以及在設(shè)計(jì)上可同時(shí)傳輸?shù)乃芯€圈表面20 cm處,當(dāng)這些線圈同時(shí)通電時(shí),證明總磁場(chǎng)(H-field)強(qiáng)度小于適用MPE限值的50%; |
6. | 對(duì)于具有一個(gè)以上輻射結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，即按設(shè)計(jì)條件，系統(tǒng)滿載時(shí)(即客戶端吸收最大可用功率時(shí))，并且所有輻射結(jié)構(gòu)同時(shí)通電并以最大功率運(yùn)行情況下，滿足以上(5)中規(guī)定的條件，
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