超能課堂(266):手機無線充電原理及市場主流廠商解決方案

近幾年來,無線充電技術(Wireless charging technology / Wireless charge technology)成為了手機領域的一個熱門話題,各大廠商在新款手機發布的時候,也會以此做為賣點進行技術介紹。雖然廠商都有意做進一步推廣,不過在實際生活中,手機在充電的時候選擇無線充電方式的用戶還是少數。

超能課堂(266):手機無線充電原理及市場主流廠商解決方案

無線充電技術並不是什麼新技術,其源於無線電能傳輸技術,從十九世紀末塞爾維亞裔美國著名物理學家兼電氣工程師尼古拉-特斯拉(NikolaTesla)提出相關構想,到現在已經有一百多年的歷史了。在過去數十年中,人們在實驗室里通過各種實驗操作,已經驗證了其可行性。要實現無線充電效果有幾種技術方式,而現在手機上普遍使用的無線充電標準是 Qi 標準,主要採用的是電磁感應的方式。

Qi 標準引領手機無線充電發展

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成立於2008年12月17日的無線充電聯盟(Wireless Power Consortium),在2012年底推出了第一個無線充電的國際標準推出的 Qi 標準,具有便捷性和通用性兩大特徵。最早推出符合 Qi 標準的智慧型手機的是諾基亞,在2012年發布的Lumia 920 / Lumia 820率先支持了無線充電技術。小編曾使用過Lumia 830,要通過更換無線充電後蓋實現,後蓋上會有線圈。

可惜的是,作為手機無線充電技術的先行者,一代手機霸主諾基亞早已隨WP系統銷聲匿跡。

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電磁感應的無線充電實現過程是,先提供給初級線圈一定頻率的交流電,再通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉移到接收端。作為目前最為常見的充電解決方案,並沒有太難以理解或操作的地方。除了電磁感應方式,還有磁場共振和無線電波等,但並非手機無線充電的主流技術。

國內市場各手機廠商情況

蘋果:機型標配,功率有限

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2017年9月,蘋果在發布會上提出「The future is wireless」,推出了AirPower無線充電板,宣告iPhone系列正式加入到無線充電的行列。iPhone 8或更新機型都集成了無線充電功能,能夠提供方便直觀的充電體驗。

據蘋果的介紹,目前iPhone可與 Qi 認證的充電器搭配使用,能以7.5W的額定功率為裝有最新版 iOS 的iPhone充電。如果使用蘋果MagSafe充電器,在滿足相關條件下,最高可實現以12W的額定功率為iPhone 12 mini,及以15W的額定功率為iPhone 12機型進行無線充電。與其他安卓手機廠商相比,蘋果在手機充電方面相對保守,當然也和iPhone系列電池容量普遍較小有關,畢竟需求沒那麼強烈。

華為:穩步推進,技術全面

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華為從2018年4月推出的Mate RS開始提供額定功率10W的無線充電,遵循的也是 Qi 認證的方案。目前從Mate RS及更新的機型,還有P30/P40 Pro系列和一些配件等都支持無線充電,現在已經提高到額定功率50W了。同時華為的無線充電器考慮得也比較周全,例如有使用雙線圈方案的產品,很好地解決了不同廠家產品之間的無線充電問題,兼容性更好。華為的技術研發實力不容置疑,相信在未來可能會有更驚艷的表現。

小米:市售最快無線充電

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幾乎和華為相同的時間,小米在發布的小米MIX2s上首次搭載了無線充電,支持額定功率為7.5W的無線充電。在剛剛發布的小米11 Ultra等機型上,已經將無線充電的額定功率提高到67W了。前後也就三年的時間,小米系列手機的提升幅度相當明顯,67W無線快充也是目前市售產品里最高的,未來80W無線快充也已箭在弦上,小米最近在這方面十分地激進。

OPPO:厚積薄發,不甘落後

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無線充電在早期由於額定功率比較低,充電速度比較慢,沒有受到用戶過多的關注。直到2019年,隨著小米20W和華為27W方案的推出,無線充電才開始逐漸被用戶重視。而一向看起來對無線充電並不那麼上心的OPPO,在2020年推出的OPPO ACE2上首次搭載了無線充電功能,而且是40W的快充方案,一下子將無線充電的額定功率水平提高了。

雖然OPPO支持無線充電功能的手機型號並不多,但是每一次出現都十分驚艷。

其他:各有各的想法和計劃

手機市場的另一間大廠VIVO,在無線充電方面相對保守,一直沒有應用,傳聞其無線充電機型會很快亮相。一加、摩托羅拉(聯想)、Google Nexus系列和三星都有支持無線供電功能的手機型號,值得一提的是三星。雖然三星已是安卓手機盟主,但是目前在國內市場只是相對小眾產品。

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三星的手機很早就開始支持無線充電,可以說非常地進取。從2013年的Galaxy S4開始,最初採用和諾基亞一樣的方式實現。到了Galaxy S6的時候,進一步將相關模塊集成在手機里。不過三星近幾年在無線充電方面的推進比較緩慢,和蘋果一樣,最新的機型支持的額定功率為15W。三星在有線快充上也曾有類似的情況,一開始走在了前面,然後長時間停滯,後來又突然發力。

總結:無線充電技術是未來

符合 Qi 認證的各大廠商手機,在無線充電器上理論上也是通用的,但不一定能做到自家配套的高額定功率。由於在額定功率和線圈位置等方面的要求不那麼嚴格,一定程度上有利於無線充電的普及,但另一方面各大廠家都有自己的想法和設計,對消費者而言,會在認知和購買相關 iQ 認證的無線充電器上有點混亂。

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國內手機廠家近幾年在無線充電技術上確實很用心,特別是華為、小米和OPPO。OPPO雖然使用上相對謹慎,不像華為和小米那樣大規模在各機型上覆蓋,但是研發上卻抓得很緊,OPPO和小米都曾展示過更快的無線充電技術。不過有部分用戶認為,目前的這種所謂「無線充電」是假無線充電,雖然方便了些,但是仍然要依賴對應的充電器實現。真正的無線充電是隔空充電技術,完全擺脫線材的困擾。

小米和OPPO都曾演示過隔空充電技術,聯想也曾放出過相關消息。華為雖然沒有演示,但是公布了相關專利。在無線充電技術的應用上,國內手機廠商相比國外同行起步更晚,但發展迅速,出現了後來居上的情況。相信以目前的發展速度,真正的「無線充電」,即隔空充電技術離普及使用應該也不會太遙遠。

來源:超能網