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无线充电难在哪我们和专业人士聊了聊
发表于:2019-09-24 01:25 来源:阿诚 分享至:

   事实上苹果为了实现「多单位,随便放」的充电效果, AirPower 内部塞进了超过 20 个感应线 个线圈),还是分层堆叠,这就使得「对准」这件事情变得很难。 事实上无线充电并不是一项新技术,早在 1890 年,雷电法王特斯拉就已经完成了无线输电的实验,但是由于条件的限制和各国电力情况的不同,这项技术只能成为想象中的产物。 无线充电的难点在哪? 苹果的 AirPower 为什么失败? 我们一起聊一聊。 本文虽然用爱否 S1 当封面,但是文中真的没有任何广告成分,请大家放心阅读。 作为苹果最受关注的配件之一,从诞生到流产,AirPower 都吸引着很多用户的目光。AirPower 为啥失败了?我们推测还是前面提到的无线充电的基础原理问题。 在当代生活,手机日益强劲的性能和迟迟没有技术突破的电池之间的矛盾,迈凯轮车队的费尔南多·阿隆索坚持他将 更新:2019-06-25,已经越来越影响到广大人民群众的精神娱乐生活。 之后就可以将产品交于 Qi 进行质检测试,测试内容包含「符合性测试」和「兼容性测试」,测试通过后就可以发放认证了。 很多人都在抱怨说无线充电必须放在一个地方,不能「边充边玩」,其实不是不行,但是你需要对距离控制的很好。不信的话如果你手边有无线充电器的话可以试一下,稍微抬起几毫米也是可以的…… 但这肯定不是未来,未来的无线充电肯定是拿着到处跑、随便玩就可以充电的状态。而想要实现这个愿望需要的是另一种充电技术 —— 「磁共振感应式」无线充电。 Qi 协议的认证并容易,首先你得企业需要在 WPC 注册成会员,根据公司的规模有四个档位(小企业会员、准会员、正式会员、超级会员),根据档位的不同缴纳不同的会员年费,根据并享有不同的级别待遇。 目前绝大多数手机使用的都是「电磁感应式」无线充电:给充电板内线圈一定频率的交流电,进而会产生磁场;两边电路联通之后,手机内的次级线圈会由于电磁感应原理感应出电动势,电路连通后会产生一定的感应电流,经过整流之后就可以传送到手机电池中。我们日常生活中常见的变压器就是这个原理。 但私有协议的兴起,无线充电碎片化也不能全怪厂商,一方面是利润,一方面是 Qi 协议的认证标准稍有落后,直到 2018 年的 V1.2.4 标准才推出了针对 5W — 30W 产品的 EPP 类型(5W 一下为 BPP 类型)。 以 iPhone 为例,工厂那边的数据显示温度控制线°C 左右,高于这个温度就会强制充电降频。这也就使得很多高功率无线充电很难长时间维持峰值充电速度。 这在业内被称作 FOD 异物检测,Qi 协议认证中必须的一项保证。各个供应商不同的无线充电方案,FOD 是其中差别比较大的一项。 我们现在都知道无线充电的原理是金属线圈之间的电磁感应,但是绝大多数金属都是有电磁感应能力的(这也就是金属材质手机很难做无线充电),如果没有异物检测,如果充电器上有异物放置,可能会导致充电器会持续供电,接着电生热,就容易导致充电器过热损伤,甚至引发火灾等风险。 其实 Qi 协议只是 WPC 内的一部分,WPC 实际上技术可以覆盖到 1W — 1000W 功率,当然大功率的主要是面向工业领域,比如汽车。国内一家名为「微鹅」的无线充电方案公司就推出了 1000W 无线充电方案,使用的是后面会介绍到的磁共振技术,不过不是给手机用的,主要是给电动汽车充电的。 除了这两种,还有「红外线」无线充电:通过灯具发射高能量红外线电波,手机外接类似太阳能电池板的设备接受能量并转化成电能,加国老莱就曾经体验过这种灯具。只是目前这项技术尚在实验室阶段,未来的发展尚未可知。 标签:异物 电磁 手机 功率 协议 qi airpower 功耗 会员 线圈 原理 磁共振 厂商 技术 联盟 电圈 fod 金属 电路 专业人士 对于一个充电功率为 5w 的手机,想要给它进行无线充电那么空间场的功率应该是 30w 左右,那么源头的功率可能要达到 50w 左右,这就相当于一个移动基站的发射功率,对人体健康存在潜在的影响。 提到无线充电就会想到 Qi 协议,但事实上 QI 协议是一项由无线充电联盟(WPC)定制的短距离低功率无线感应电力传输互联标准(别看长,念一遍就明白了)。 但问题是,相较于电磁感应式,现阶段磁共振无线充电的功耗很高,而且不管是不是充电状态都需要维持这个功耗;而高功耗带来的不只是高电费,还有辐射,微鹅 CEO 余峰就曾经计算过这个功耗: 在当代生活,手机日益强劲的性能和迟迟没有技术突破的电池之间的矛盾,已经越来越影响到广大人民群众的精神 因此尽管磁共振无线充电更加符合「无线充电」的目的,但是现阶段电磁感应式无线充电还是更成熟可靠的解决方案。 除了异物,目前还有诸如金属手机边框、手机壳等有可能引发的异物检测问题,这些都需要充电器厂商进行检测。 根据能量守恒定律,被浪费掉的电能就会转换成热能的形式,导致手机发热。由于锂电池高温会产生巨大的风险,电池越大风险越大,因此几乎所有的手机内都有手机电池管理电路,为的就是让手机在安全的温度内运行。 总的来说,目前市场上最可靠的无线充电方案还是电磁感应式,而且速度越来越快;但未来的形态更加接近于磁共振式。我们相信随着技术的进步,未来可能已经并不遥远了,毕竟无线充电真的很方便啊! 事实上无线充电板即使是在不工作的前提下,也是在以极微弱的电流做功,进行脉冲检测,检测到信号后会进行协议交换匹配。这个协议可以是 Qi 协议,也可是其他的比如私有协议,确认过眼神,彼此是对的机之后才会开始充电;握手失败就会触发 FOD,停止供电。 对不准,首先会降低 AirPower 的充电效率,工厂那边的数据显示类似 AirPower 的产品充电效率差的情况下会降到 50% 左右;前文提到了浪费掉的功耗会变成热能,这就导致 AirPower 充电时,尤其是多单位充电时的发热非常严重,而且苹果不愿意在里面加风扇;另外还有前面提到的 FOD 异物检测,多线圈导致没办法做的太灵敏,但是不灵敏又会出现异物防护的问题。 这种方式功率比较大,可以摆脱距离的束缚,在短距离内可以自由移动,并且完全不挑放置位置,只要能处在同一磁场下就能充电,符合未来无线充电的设想。 面对这个尖锐的矛盾,手机厂商除了努力塞大电池之外,还需要在充电这件事情上加大力度。 除了功率已经直逼笔记本的快充之外,无线充电成为了新的兵家必争之地。 由于电磁式无线充电的原理,使得电圈和电圈必须要对齐才能实现最大的充电效率,而且必须是单电圈对单电圈。 目前市面上除了 Qi 协议,还有一些其他的联盟以及厂商的私有协议。但是由于 Qi 联盟成立早、会员多、市场认、兼容性强,所以 Qi 协议在小功率无线充电市场上,尤其是手机无线充电市场上具有统治地位。 首先就是发热,这主要是由于能源转换效率较低导致的。根据我从专业人士那里了解到的最新消息,在目前半导体发展的水平下,比较好的无线充电器的充电效率基本维持在 75% 左右,相对比有线% 以上,使用电荷泵的手机能够达到 98% 以上。 这种方式需要充电设备和手机内的接受设备内调整到相同频率,也就是在一个频率上共振,在同一磁场中就会产生电能。磁通量越大,耦合性越好。前面提到的特斯拉磁感应能量传输和那个车用 1000W 无线充电用到的就是磁共振技术。