智能设备的无线充电技术解析
到支架上,用户很容易就可以将支架和充电器贴合对准,巧妙地解决了对准与效率的难题,并且他们还做到了10W以上更高功率的充电。这种实用的设计方式,尤其适合桌面充电的应用场景,在保证了便捷的同时,还保证了充电效率。
麦极客无线充电器
磁共振技术的应用
强耦合虽然充电效率高,但仍要贴合和对准两个动作,用户体验感比远场的技术方案差了很多。不过,一旦发射线圈和接收线圈不贴合距离变远,也不再对准,那么充电效率会极具下降,这种状态叫做磁感应的"松耦合"状态。
为了提高松耦合的效率,共振的方法就被引入进来,发射线圈和接收线圈在一个较高频率共振会使得能量传输更有效率,这种方式就叫做磁共振技术。早在1891年,尼古拉-特斯拉就将磁共振技术应用在磁感应的能量传输之中。
美国WiTricity公司则是最早研究磁共振技术的公司之一。2014年,该公司就对外发布了这项技术的原型机。如图,利用磁共振技术,在整个绿色区域内都可以进行无线充电,不再需要对准,且可以放置多部手机同时充电。但是为了保证充电的效率、发热问题,手机仍需要与充电器贴合,不过这已经大大解决了对准难这个问题了。
WiTricity原型机
虽然两年多前就发布了原型机,但直到今天,WiTricity仍然没有发布可以商用的产品。根本原因在于,虽然磁共振技术提高了传输效率,但是其仍低于强耦合的传输效率,只有40%左右。低效率会产生大量的热量,对温度限制要求较高的用电设备来说很难应用。更重要的是,由于发射线圈面积较大,在使用过程中会产生更多的电磁泄漏,EMI和EMF等官方机构的认证更是无法通过。因此,磁共振技术还有很多技术细节需要完善和发展,这项技术的普及也还有很远的路要走。
苹果的抉择
几种技术各有千秋,而结合苹果已经在AppleWatch上小试牛刀,强耦合技术方案很可能成为苹果最佳的选择。
但是,我们注意到,还有一个最重要的变数,那就是金属!不论是近场技术还是远场技术,金属对场都有屏蔽和吸收作用。只要Iphone7继续延用金属后壳,就无法使用任何一种无线充电技术。与此同时,一家长期为Iphone提供外模框架的台湾公司,最近刚刚透露iphone7或Iphone8或将摒弃金属,转而使用玻璃外壳。
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