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看上去美好的隔空充電技術,距離落地還有多遠

2021/2/1 14:05:09 來源: 作者:高靖宇 責編:懶貓

上周,摩托羅拉、小米先后展示了隔空充電技術,這一技術令手機完全脫離了 “有線”充電器的束縛,手機不論是揣在兜里,還是拿在手上,能夠隨時充電,瞬間引起了大家的關注。

其實,作為目前無線充電的升級版,隔空充電已經納入到多家手機廠商的技術技術競備庫中。據多家媒體報道,三星和華為都在研制類似的無線充電技術;去年,OPPO 也曾發視頻稱 OPPO Ace infinity 搭載全球首發的 FreeVOOC 隔空充電技術,可在 10 米內實現 5-10W 的穩定充電功率。

那么,隔空充電技術的原理是什么?它又有什么利弊?距離成熟落地還遠嗎?

從無線充電說起

隔空充電看起來十分美好,但現實是 2020 年無線充電還沒有在手機上全面普及,至今它仍屬于 “旗艦”手機的 “標志”。

說起無線充電的原理其實很簡單,主要分為三個大類,電磁感應技術、電磁共振技術和無線射頻技術。

目前市面上最主流的無線充電采用的是磁感應原理,這個理論可以追溯到一百多年前的電磁學。而比較早的采用磁感應充電技術的手機應該是 2009 年發布的 Palm Pre。

Palm Pre 配合一款名為 “點金石(Touchstone)”的無線充電器就可以實現無線充電。實現原理并不復雜,Palm Pre 的背殼中安置了一個線圈,靠近點金石中的線圈后就可以實現通電了,主要通過電磁線圈進行能量轉換和傳遞。

時至今日,蘋果、三星、華米 OV 等廠商都在使用的無線充電技術就是電磁感應技術,而我們熟知的 Qi 標準就是建立在該技術之上。

電磁感應技術發展至今已經比較成熟了,它最大的特點之一就是充電效率高,轉換率通常在 80% 左右,而它也有弊端,就是手機必須緊貼在無線充電板、無線充電底座,位置稍有偏差就不能充電。這種需要嚴格對準并吸附的充電方式,相比有線充電并沒有帶來多大的便利。

磁共振本質上仍然基于磁感應技術,不過相對前面提到的 Qi 標準,采用這種技術的無線充電器的線圈耦合性更好。

磁共振無線充電技術的功率更大,可以實現的充電距離更遠,手機擺放時的自由度更大,并且可以同時給多部手機充電。另外,由于傳輸距離較長,這種底座可以藏在桌子下,手機可以隔空充電,另外它的有效面積相對普通磁感應技術的無線充電要大得多。

三星、英特爾和高通等廠商在 2012 年建立了一個新的國際無線充電標準組織 A4WP (alliance for wireless power),推行磁共振技術的發展。然而,遺憾的是,目前很少有手機采用磁共振無線充電技術。目前市面上有一些充電板,允許用戶固定在辦公桌的底部,手機放在桌面上就可以充電,不過手機需要在充電口插入一個接收器或者戴一個配備了接收器的保護殼,這就使得無線充電的體驗大打折扣。

摩托羅拉,小米展示的隔空充電技術,其實是無線射頻技術,這類技術的原理就是把空間電場作為能量傳輸的媒介,簡單來說,就是像接收無線信號那樣接收能量,完成手機的充電。它的最大優勢是手機充電更加自由靈活。

據了解,小米這套無線充電系統由 144 根天線組成,可以將能量通過毫米波極窄波束的形式傳遞給手機,手機端通過微型信標天線接收,可以在半徑數米的空間內,實現功率為 5W 的遠距離無線充電。摩托羅拉的隔空充電方案中,發射器的體積更加小巧,大約跟常見的無線充電底座大小相當,并且可以同時給多部設備充電。不過,摩托羅拉并沒有公布其隔空充電方案的具體功率。

優缺點都很明顯 距離落地還需時日

隔空充電是人們對未來充電技術的向往,有了隔空充電,凡是在充電范圍內的手機等多設備可以同時充電,甚至異物遮擋也不降低充電效率。手機不論是揣在兜里還是拿在手上,都能實現自動隔空充電,讓充電真正擺脫線材束縛,實現真正的無線充電。

但目前來說,隔空充電技術還沒達到商用階段,雖然摩托羅拉和小米展示了各自的隔空充電方案,但距離落地還有諸多挑戰。

首先是充電效率,小米演示的隔空充電技術目前僅能實現功率為 5W 的遠距離無線充電,而無線快充已實現 50W,有線快充已達 120W,充電效率低將使隔空充電體驗大打折扣。另外就是價格,在小米的演示視頻中有一個非常顯眼的隔空充電發射端設備,不僅體積大,而且使用的射頻材料也比較昂貴,要以一個普通消費者可以接受的合理價格進入市場,恐怕還有一定距離。

當然,目前大家討論比較都的還是隔空充電是否會對健康產生影響,畢竟這種大功率的無線電波是否會對人體造成傷害,目前仍沒有確切的科學結論,這可能也是阻礙電磁波充電技術實現的最大阻礙。

通信行業專家項立剛在接受媒體采訪時表示,隔空充電其實就是無線充電,而且更大的功率,肯定會有輻射。“較遠距離通過充電樁發射無線電波,在家庭的環境中,人暴露在無線電輻射中,要保證充電速度,一定得加大功率,很可能對身體有較大影響,這個疑慮不太容易消除。”

隔空充電技術目前來說,優缺點都很明顯,仍需要在充電功率、成本、安全等方面進一步完善。但不可否認的是,隔空充電技術將給手機充電帶來顛覆性改變,而且很明顯這將成為手機充電技術的下一個風口,誰能更早的占據有利地形就能在將來激烈的競爭中占盡先機。不僅是充電,我們看到,頭部手機廠商在關乎手機核心體驗的屏幕、拍照、芯片等技術領域越來越多向產業鏈下游延伸,讓自己的技術庫 “彈藥”充足,以應對未來手機行業更加殘酷的競爭。

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關鍵詞:充電

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