何時告別充電線?無線充電或將全面普及

2020-12-06 中關村在線

「無線」一直以來都是手機不懈追求的目標之一，因為手機本身就是為了「拋棄」電話線而誕生的。雖然說手機通過無線通訊技術拋棄了電話線/網線，之後又通過藍牙技術的升級「拋棄」了有線耳機，現在智慧型手機唯一必須用到的線纜就是充電線了。

被拋棄的耳機接口與充電線

充電線可以說得上手機的骨灰級配件了，從功能機時代開始充電線就一直手機的必備配件。從最開始的充電線與電源適配器的一體式設計到現在的分體式設計，充電線一直都是手機補充電量的主要方式，然而隨著無線充電技術的成熟，充電線或許也不再是「必需品」了。

無線充電技術

無線充電技術在幾年前看來仿佛是「黑科技」一樣，而現在無線充電技術已經廣泛的應用在各種電子產品之上，下面我就來為大家具體介紹一下無線充電技術。

無線充電的技術原理

無線充電技術其實很早就已經出現了，在手機上的商用主要開始於智能機時代。諾基亞lumia系列是較早採用無線充電技術的智慧型手機，其代表機型諾基亞Lumia 920在2012年面世。

諾基亞Lumia系列支持無線充電

然而在當時金屬機身設計盛行的背景下，並沒有出現無線充電普及的浪潮。直達2017年採用玻璃機身設計並搭載無線充電技術的iPhone8系列機型面世，無線充電才開始大範圍普及。

iPhone8無線充電

現在的無線充電方案主要以技術較為簡單、成熟度也很高的感應式技術為主；該技術基於法拉第電磁感應定律，通過導體切割磁場會產生電動勢，一般由兩個線圈組成，在初級線圈上接入交流電時產生磁場，次級線圈由於有交變磁場的存在而感應出交變的電流；感應式無線技術的缺點是充電功率小、充電距離近、定位精度要求高。

無線充電器線圈

感應式無線充電的原理在一定程度上成為了無線充電普及緩慢的因素，首先電磁感應的原理決定了手機的後蓋材質不能是金屬殼，因為金屬殼在無線充電時會被加熱從而產生危險；其次手機中也需要加入線圈，這對於眼下越發緊缺的手機機身空間而言是較為困難的；此前無線充電的充電功率與快速發展的有線快充相比也並不高。

手機無線充電線圈

除了感應式無線充電之外，還有一種共振式無線充電技術。2012年的時候，蘋果就申請了一項與共振式無線充電技術有關的無線充電專利。據悉，該專利技術能夠通過「近場磁共振」技術建立起一個有效範圍1米的充電區域，只要將支持該技術的設備放置在充電區域內即可進行無接觸的遠距離無線充電，不過該技術至今沒有實現商用。

通用的Qi標準

無線充電技術目前主要有三種較為知名的開放式協議標準，分別是PMA、Qi、A4WP，其中Qi標準是在智慧型手機中應用最為廣泛，也頗具實用價值的無線充電標準。

Qi標準是由WPC無線充電聯盟制定的，該組織成立於2008年，是由600多家公司會員組成的開放性的合作性的標準制定組織，旨在創造和促進市場廣泛採用與所有可再充電電子設備兼容的國際無線充電標準Qi。無線充電聯盟的標誌是「Qi」——「Qi」意為「氣」，在亞洲哲學中代表「元氣」——一股無形的能量。

Qi標準

Qi標準是一種具有廣泛適用性和兼容性的全球標準，凡是擁有Qi標識的充電器均可以為任何符合Qi標準的可充電設備進行無線充電，Qi提供了一種簡單、方便與彈性化的機制， 確保其認證的不同品牌與製造商的充電裝置和行動裝置之間的兼容性與互通性。

基於Qi標準的無線反衝

因此Qi標準是目前最為常見的無線充電標準，除了Qi標準之外PMA和A4WP標準也較為知名。不過這兩種標準目前在手機上並不常見，所以我們就不多加介紹了。

私有無線快充技術

除了開放式充電標準之外，現在還有多種私有的無線快充協議，手機廠商開發的私有無線快充一般會在兼容Qi標準的基礎之上，通過對無線充電器和手機無線充電線圈進行定製化開發，來獲得更高的充電功率。例如可以實現40W無線閃充的OPPO AirVOOC無線閃充技術，就採用了自研高壓隔離型電荷泵、實時通訊調節系統、蝶翼風冷散熱等專利技術。

OPPO AirVOOC

異軍突起的NFC無線充電

除了能夠為手機充電的Qi標準之外，主打為低功耗設備供電的NFC無線充電技術也同樣值得注意。近期NFC標準官方組織NFC論壇(NFC Forum)官方宣布，新的「無線充電規範」(Wireless Charging Specification/WLC)已經獲得批准，NFC也開始正式支持無線充電。不過與注重為大容量設備充電的Qi標準不同，NFC無線充電技術主要應用於低功率的小型設備。

NFC標誌

例如，NFC無線充電技術最有前景的一項應用場景便是無源NFC電子墨水屏，這種無需電池即可顯示畫面的墨水屏可以被廣泛應用在商超標牌、員工胸卡等場景，只需用帶有NFC的設備一貼即可在瞬間完成墨水屏畫面的更改，因為無源NFC電子墨水屏沒有電池，所以畫面變更所需的電量便是由NFC無線充電技術來提供的。

無源NFC電子墨水屏

無線充電的未來

我認為未來無線充電技術的發展主要有兩個方向，一個是更為廣泛的物聯網應用，一個通過是更快的充電功率來取代有線充電器。

在物聯網應用方面，無線充電無接觸的特性可以讓物聯網設備告別傳統的接觸式充電方式，例如現在很多的掃地機器人需要與充電樁的觸點進行物理接觸才能夠充電，而無線充電技術則可以機器人停靠在充電區域內即可完成充電；並且像電動牙刷這樣的設備也能夠通過無線充電技術來取消機身上的充電接口，從而獲得更佳的防水性能。

無線充電的電動牙刷

更快的充電功率自然是針對手機、平板電腦這種電池容量較大的設備而言。隨著手機廠商無線快充技術的研發推進，現在的手機無線充電速度並不落後於有線充電，這讓讓無線充電取代有線充電具有了更大的可能性。

vivo APEX 2020無線閃充技術

因為，我們很可能看到就像有線耳機被無線耳機快速取代一樣，在未來的幾年各式各樣的充電線也將很可能被無線充電技術所取代，而無線充電技術也將為物聯網的發展提供更多的可能性。

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