无线充电技术发展日新月异,成为新兴手机乃至汽车的一项必备功能。无线充电,打破了人们对于传统充电的认知。那么,究竟什么是无线充电呢?这项黑科技运用了什么样的原理呢?

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什么是无线充电?

无线充电技术最早出现于19世纪末,当时的物理学家Nikola Tesla演示了磁共振耦合——在两个电路(一个发射器一个接收器)之间建立磁场,通过空气来传输电能。但在之后的大约100年时间里,这项技术并没有得到多少实际应用。直到近年来智能终端设备的广泛应用,尤其是智能手机的普及,才让无线充电技术得以重新发展和推广。

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无线充电原理

电磁感应的原理是在充电底座以及手机终端分别内置了送电线圈和受电线圈,当两者靠近,发射线圈(送电线圈)基于一定频率的交流电通过电磁感应在手机接收线圈(受电线圈)中产生一定的电流,从而将电能从发射端转移到接收端,从充电座向手机进行供电。

电磁感应的方式实现比较简单,是目前手机中最主流的方案,主要存在的问题是传输距离受到严重限制。磁感应无线充电只能支持1对1的无线充电,并且存在充电功率低,充电距离短等缺陷,为了能实现一对多无线充电,提高功率以及拥有更弹性与自由的充电距离,磁共振的无线充电开始受到业界的关注。

实现无线充电,需要手机和无线充电器(手机背部如果是金属机身不支持)。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流。

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主流无线充电技术

实现无线充电技术主要通过四种方式:电磁感应式、磁场共振式、无线电波式、电场耦合式。

电磁感应式用得比较多一些。

主流的无线充电标准有:Qi标准、PMA标准、A4WP标准

Qi标准:Qi标准是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟(WPC,2008年成立)推出的无线充电标准,其采用了目前最为主流的电磁感应技术,具备兼容性以及通用性两大特点。只要是拥有Qi标识的产品,都可以用Qi无线充电器充电。2017年2月,苹果加入WPC。

PMA标准:PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的手机和电子设备,打造无线供电标准,在无线充电领域中具有领导地位。PMA也是采用电磁感应原理实现无线充电。目前已经有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了PMA联盟。

A4WP:Alliance for Wireless Power标准,2012年推出,目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。A4WP采用电磁共振原理来实现无线充电。

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以上四种类型中,电磁感应的磁耦合方式在目前的便携式设备中应用最广泛,方案也最成熟;而微波传输的自由度更高,更为便捷,是未来便携式设备隔空充电、追踪充电方案实现的基础,但目前方案并不成熟;磁共振方式则更多应用于电动汽车的无线充电。

无线充电因为采用的是非接触式,与一般充电器相比,优点在于减少了插拔的麻烦,同时亦避免了接口不适用,接触不良等现象,应该是未来的主流。但是目前依然存在不少问题,比如充电效率、充电距离等。

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