什么是无线双向充电技术 (无线充电改变世界的革命性技术)

其实十多年前无线充电就已经诞生,十年来无线快充技术一直在缓慢发展着。我突然想起来,我的文章里无线充电技术还没写过相关的技术解析吧。话不多说,今天我们就来聊一聊无线充电的相关技术变革。而这一切技术的缘由,都发生在palm诞生的前一年——2008年。

无线充电技术在家电应用,远程无线充电技术发展现状

plam——世界上第一款无线充电手机

2008年,对很多人注定是难忘的一年,年初的冰雹、512汶川地震、北京奥运的成功召开、三聚氰胺事件、神州七号成功发射。而这一年的大洋彼岸,一个技术标准正悄然诞生,它就是我们今天的主角无线充电技术的标准制定者——WPC。

WPC,又名无线充电联盟(Wireless Power Consortium,成立于2008年12月17日,旨在创造和促进市场广泛采用与所有可再充电电子设备兼容的国际无线充电标准Qi。WPC是全世界第一个以统一无线充电标准为目标的主要组织,而诞生之初WPC就推出了基于电磁感应原理的Qi无线充电标准。目前它的主要成员包括苹果、三星、微软、华为、LG电子、飞利浦、诺基亚、小米、飞利浦等厂商。

无线充电技术在家电应用,远程无线充电技术发展现状

wpc联盟标识,标识中的qi充电协议是目前无线充电中统一的协议

2009年发布的palm是第一款无线充电手机,它采用的方案和WPC的方案很像,都是所谓的电池感应原理。但是它并没有使用Qi标准,当时的Qi标准刚刚出炉,还没有广泛受到任何。这台手机的无线充电很麻烦,如果要体验无线充电,就需要更换加了特定的无线线圈的后盖,当然当时的充电功率并不高,只有5w,充满1150mAh需要将近100分钟。

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左边为无线充电的哑光手机壳,右边是标准的亮面手机壳

那么无线快充究竟是什么原理?第一步,先把发射线圈和接收线圈放在两个分离的设备中,当电流通过发射线圈时就会产生一个磁场,也就是所谓的“电生磁”现象。产生的这个磁场感应到接受充电设备中的充电线圈之后就产生了电流,也就是所谓的“磁生电”。也就是说,无线充电的过程就是电→磁→电的转化过程

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这样的一套无线充电系统,是无线快充诞生之后到今天的主流方案,但是通过原理不难发现,这种电磁感应式的无线充电带来了两个问题:一个是磁场强度会随着距离的增加快速衰减,所以手机距离充电底座不能距离太远,无线充电的距离受到限制;另一个问题是放置位置要正确,一旦错位就充不进去电。 我们可以看下面的电磁感应图,如果手机充电线圈和充电底座不在一个磁场内,磁场并不能给手机充电。

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虽然它并不完美,但是由于技术方式利于量产,更重要的是它的能量转化效率是目前无线充电方式里最高的,它成为了目前市场上最主流的无线充电方式,一直到了今天。接下来带大家了解一下Qi无线充电的发展,并且看看目前行业内的无线充电发展情况。

世界上第一款支持qi标准协议的无线充电手是2011年发布的夏普SH-13C,这款手机可能压根没多少人知道,市场当时对它一点都不感冒,先行者无奈的成为了炮灰,连一点浪花都没能掀起来。而大部分人初步了解到无线快充其实是从谷歌Nexus4和诺基亚Lumia920开始的。这两款基于Qi标准的无线充电机型发布于2012年,和plam的非Qi协议一样,功率依然只有5W。

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夏普SH-13C

2015年,三星Galaxy s6系列发布,这一次三星将QI无线充电功率提升到了10W,成为当时行业极为轰动的事情。发布时和当年主流的12w有线快充相比,充电速度不遑多让,用户第一次感受到了接近有线充电的体验。本以为无线充电的发展大道即将开启,却没有想到此后两年,无线快充最高功率一直停留在10w,纹丝不动。

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真正推动无线快充技术开始普及的是苹果,因为2017年9月,iphone x正式发布。虽然这是一款只支持QI 7.5W无线充电功率的手机,但是苹果的行业号召能力不是一般的强,能够带动整个上下游产业连的快速成熟。并且以苹果的市场能力,可以迅速扩大一个产业的市场。整个智能手机的无线快充市场开始扩大,无线充电迎来的新的曙光。国产手机即将进入战场。

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就在iPhoneX发布的同年,金立正式发布了M7plus,金立也成为首个支持无线充电的国产手机品牌,没想到吧,第一个支持无线充电的国产手机品牌居然是金立。当时金立发布会的时候宣称将Qi充电功率拉到了一个新高度——16W。

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但是很遗憾的是,官方配套的无线充电器始终没有上市销售,金立知道自己倒闭都没能实现发布会宣城的量产的承诺,这也成为了一个真的的ppt无线快充,直到今天。这里没有任何鞭尸金立的意思,只是怀念那些年,国产手机百花齐放的时代。

2018年注定是中国智能手机浓墨重彩的一年,而在那一年华为发布了自己的Mate20系列,而华为mate20Pro也成为了华为史上研发最久的旗舰手机,它配置了15W的无线充电,和金立的ppt快充比起来并没有进步,它真正强大的地方在于全球首发了反向无线充电技术。虽然无线反冲只有5W,但是起码有了0突破,支持了其他设备的协同充电,能够一定程度上缓解无线耳机和智能手表的续航焦虑。

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2019年,小米再一次刷新了无线快充的新记录,三季度发布的小米9pro将无线充电功率提高到了30W,同时也将无线反向充电提高到了10W。如果没有后来有线技术的飞速发展,无线充电接近有线的设想或许或成为现实。

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2020年3月,华为发布了自己的上半年旗舰,华为p40系列,其中超大杯华为p40pro+搭载了40W无线快充,华为再度取得了新的领先。而这也成为了目前为止,全球量产的无线快充的最新记录。

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回望整个无线充电的发展历史,无线充电从最初的跌跌撞撞在发展到今天已经走过了整整十年的时间。不难看出的是,相比较手机屏幕和相机的跨越式发展,相比于有线快充的飞跃式提升,无线充电的发展速度似乎过慢了。这是为什么?其实很简单,无线快充的背后有三座大山一直挡在前面,那就是转化效率,输入功率和散热问题。

这三个问题一直制约着无线快充技术的发展,它还有传输距离过近,部分场合不方便,充电转换效率低带来的发热问题,风扇的噪音问题等等。但是困难是有的,办法也是有的。随着未来技术的不断提升,无线充电一定会有追上有限快充的时候。接下的无线充电又会如何?50w,60w,80w,120w,究竟谁能够在对应节点取得领先,我们拭目以待。