和电磁感应式相比,磁场共振式方案的有效传输距离更远(支持数厘米至数米),并且能够实现一对多充电。
磁场共振式属于电磁感应式的“进阶版”,理论上只需要在次级线圈(手机内)增加一个电容构成谐振回路就能与充电底座上固定频率的交流电形成共振,从而实现多设备、较远距离的无线充电。
优点:充电距离远,支持一对多
缺点:同时为多部设备充电会提升发热量、转换效率变低,提升效率则又会产生更大的电磁辐射,对安全不利
现实中,通过电场耦合、谐振、无线电波、射频技术和红外等方式也都可以实现电力的无线迁移,只是它们都存在效率、距离、辐射和安全性方面的问题。
从电动牙刷到智能手机
随着电磁感应式无线充电技术的成熟,最早受益的数码设备就要数电动牙刷了。由于电动牙刷使用时难免与水接触,所以从很早以前就引入了无线充电概念,从而使充电接触点不暴露在外,极大增强了产品的防水性并实现整体水洗。
实际上,智能手机与无线充电技术联姻的时间并没有比电动牙刷晚多少,早在2011年就被夏普旗下的SH-13C手机猎装。
可惜,当年无线充电属于新概念,夏普在行业内的影响力也有限,这种“单打独斗”的形式不可能掀起太大的波澜。
此外,早期无线充电技术的效率并不高,以电动牙刷为例,有些型号仅内置700mAh的电池,充满全部电力却也需要4个小时以上。而智能手机当年的电池容量普遍都在1500mAh以上,谁能忍受超过8小时不间断的充电?
较低的充电效率,可能存在的各种兼容隐患,一直在制约着无线充电技术在智能手机领域大展拳脚,而这一局面直到全球第一个无线充电的国际标准“Qi”出台才有所改善。
背靠联盟好乘凉
2008年12月17日,由飞利浦电子、德州仪器、国家半导体等几大公司携手组建了“无线充电联盟”(Wireless Power Consortium,简称WPC),旨在提升无线充电技术的便捷性和通用性。截止2018年4月30日,无线充电联盟(WPC)会员已增至534家。
2012年,由众多参与者共同制定的无线充电标准“Qi”诞生,它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈,凡是通过Qi标准认证的产品(手机和无线充电底座),它们之间可以做到相互兼容。而诺基亚旗下的Lumia 810,则有幸成为首款符合Qi标准的智能手机。
获得WPC联盟认证的产品,都可在外观或包装上添加“Qi”字样的Logo 标识,而具有“Qi”标识的终端则可相互兼容。需要注意的是,加入WPC每年收取的会费从5000美元到25000美元不等,只有加入WPC无线充电联盟才能获得Qi认证。
Qi技术的标准也在不断的升级之中,比如Qi早期制定的标准全部都是建立在电磁感应式方案的基础上,从Qi1.2标准则开始将磁共振式方案纳入其中,不仅增加了充电距离,充电功率也从7.5W提升到了最高15W。目前Qi标准的最新版本为Qi1.2.4,对发射端认证等级进行了简化。
除了WPC推出的Qi标准以外,无线充电领域还存在以下几种常见标准:
PMA
Power Matters Alliance标准无线充电标准是由Duracell Powermat公司发起的,而该公司则是由宝洁与无线充电技术公司Powermat合资经营,其曾可与Qi标准相互兼容。
A4WP
Alliance for Wireless Power标准是由美国高通公司、韩国三星公司以及Powermat公司共同创建的无线充电联盟。
AirFuel Alliance
2015年,PMA和A4WP两大无线充电标准机构宣布合并,新联盟也更名为AirFuel Alliance。
苹果
苹果曾在2012年申请了自家的无线充电专利,其通过“近场磁共振”技术可建立起一个较大范围的充电区域,凡是支持这一技术的苹果设备只要放置在该区域内就可进行无线充电。如无意外,苹果在2017年随iPhone 8系列一同发布的AirPower“充电枕”(可以同时为iPhone、Apple Watch 3以及最新的AirPods收纳盒无线充电)就是基于这一技术的试探,虽然iPhone 8等手机兼容Qi标准,但AirPower本身却貌似仅支持苹果设备。需要注意的是,AirPower由于发热问题有待解决,至今也没能正式上市。