手机无线充电原理及市场主流厂商解决方案

近几年来,无线充电技术(Wireless charging technology / Wireless charge technology)成为了手机领域的一个热门话题,各大厂商在新款手机发布的时候,也会以此做为卖点进行技术介绍。虽然厂商都有意做进一步推广,不过在实际生活中,手机在充电的时候选择无线充电方式的用户还是少数。
手机无线充电原理及市场主流厂商解决方案

无线充电技术并不是什么新技术,其源于无线电能传输技术,从十九世纪末塞尔维亚裔美国著名物理学家兼电气工程师尼古拉-特斯拉(NikolaTesla)提出相关构想,到现在已经有一百多年的历史了。在过去数十年中,人们在实验室里通过各种实验操作,已经验证了其可行性。要实现无线充电效果有几种技术方式,而现在手机上普遍使用的无线充电标准是 Qi 标准,主要采用的是电磁感应的方式。

Qi 标准引领手机无线充电发展

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成立于2008年12月17日的无线充电联盟(Wireless Power Consortium),在2012年底推出了第一个无线充电的国际标准推出的 Qi 标准,具有便捷性和通用性两大特征。最早推出符合 Qi 标准的智能手机的是诺基亚,在2012年发布的Lumia 920 / Lumia 820率先支持了无线充电技术。小编曾使用过Lumia 830,要通过更换无线充电后盖实现,后盖上会有线圈。
可惜的是,作为手机无线充电技术的先行者,一代手机霸主诺基亚早已随WP系统销声匿迹。
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电磁感应的无线充电实现过程是,先提供给初级线圈一定频率的交流电,再通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端。作为目前最为常见的充电解决方案,并没有太难以理解或操作的地方。除了电磁感应方式,还有磁场共振和无线电波等,但并非手机无线充电的主流技术。

国内市场各手机厂商情况苹果:机型标配,功率有限

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2017年9月,苹果在发布会上提出“The future is wireless”,推出了AirPower无线充电板,宣告iPhone系列正式加入到无线充电的行列。iPhone 8或更新机型都集成了无线充电功能,能够提供方便直观的充电体验。
苹果的介绍,目前iPhone可与 Qi 认证的充电器搭配使用,能以7.5W的额定功率为装有最新版 iOS 的iPhone充电。如果使用苹果MagSafe充电器,在满足相关条件下,最高可实现以12W的额定功率为iPhone 12 mini,及以15W的额定功率为iPhone 12机型进行无线充电。与其他安卓手机厂商相比,苹果手机充电方面相对保守,当然也和iPhone系列电池容量普遍较小有关,毕竟需求没那么强烈。

华为:稳步推进,技术全面

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华为从2018年4月推出的Mate RS开始提供额定功率10W的无线充电,遵循的也是 Qi 认证的方案。目前从Mate RS及更新的机型,还有P30/P40 Pro系列和一些配件等都支持无线充电,现在已经提高到额定功率50W了。同时华为的无线充电器考虑得也比较周全,例如有使用双线圈方案的产品,很好地解决了不同厂家产品之间的无线充电问题,兼容性更好。华为的技术研发实力不容置疑,相信在未来可能会有更惊艳的表现。

小米:市售最快无线充电

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几乎和华为相同的时间,小米在发布的小米MIX2s上首次搭载了无线充电,支持额定功率为7.5W的无线充电。在刚刚发布的小米11 Ultra等机型上,已经将无线充电的额定功率提高到67W了。前后也就三年的时间,小米系列手机的提升幅度相当明显,67W无线快充也是目前市售产品里最高的,未来80W无线快充也已箭在弦上,小米最近在这方面十分地激进。

OPPO:厚积薄发,不甘落后

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无线充电在早期由于额定功率比较低,充电速度比较慢,没有受到用户过多的关注。直到2019年,随着小米20W和华为27W方案的推出,无线充电才开始逐渐被用户重视。而一向看起来对无线充电并不那么上心的OPPO,在2020年推出的OPPO ACE2上首次搭载了无线充电功能,而且是40W的快充方案,一下子将无线充电的额定功率水平提高了。
虽然OPPO支持无线充电功能的手机型号并不多,但是每一次出现都十分惊艳。

其他:各有各的想法和计划

手机市场的另一间大厂VIVO,在无线充电方面相对保守,一直没有应用,传闻其无线充电机型会很快亮相。一加、摩托罗拉(联想)、Google Nexus系列和三星都有支持无线供电功能的手机型号,值得一提的是三星。虽然三星已是安卓手机盟主,但是目前在国内市场只是相对小众产品。
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三星手机很早就开始支持无线充电,可以说非常地进取。从2013年的Galaxy S4开始,最初采用和诺基亚一样的方式实现。到了Galaxy S6的时候,进一步将相关模块集成在手机里。不过三星近几年在无线充电方面的推进比较缓慢,和苹果一样,最新的机型支持的额定功率为15W。三星在有线快充上也曾有类似的情况,一开始走在了前面,然后长时间停滞,后来又突然发力。

总结:无线充电技术是未来

符合 Qi 认证的各大厂商手机,在无线充电器上理论上也是通用的,但不一定能做到自家配套的高额定功率。由于在额定功率和线圈位置等方面的要求不那么严格,一定程度上有利于无线充电的普及,但另一方面各大厂家都有自己的想法和设计,对消费者而言,会在认知和购买相关 iQ 认证的无线充电器上有点混乱。
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国内手机厂家近几年在无线充电技术上确实很用心,特别是华为小米OPPOOPPO虽然使用上相对谨慎,不像华为小米那样大规模在各机型上覆盖,但是研发上却抓得很紧,OPPO小米都曾展示过更快的无线充电技术。不过有部分用户认为,目前的这种所谓“无线充电”是假无线充电,虽然方便了些,但是仍然要依赖对应的充电器实现。真正的无线充电是隔空充电技术,完全摆脱线材的困扰。
小米和OPPO都曾演示过隔空充电技术,联想也曾放出过相关消息。华为虽然没有演示,但是公布了相关专利。在无线充电技术的应用上,国内手机厂商相比国外同行起步更晚,但发展迅速,出现了后来居上的情况。相信以目前的发展速度,真正的“无线充电”,即隔空充电技术离普及使用应该也不会太遥远。

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