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隔空充电、摆脱数据线,为什么炫酷的无线充电方式没能普及?

2018-09-01 02:32

­  今年是 iPhone 发布十周年,人们对纪念版的新 iPhone 更是充满了期待。而根据之前的消息爆料,iPhone 8 将会配备快充和增加无线充电功能。

­  无线充电并不是什么新的概念,打开众筹网站或淘宝,你可以轻松找到各种价格低廉的无线充电配件。不过,当你仔细研究后就会发现,这些所谓的无线充电器仍要在手机上插一个接收器,相比有线充电并没有什么太大的意义。

­  那么无线充电技术的原理是什么?它的推广应用情况怎样?相比有线充电又有什么利弊呢?今天我们就来一起探讨一下。

­  磁感应无线充电

­  目前市面上最主流的无线充电采用的是磁感应原理,这个理论可以追溯到一百多年前的电磁学。而比较早的采用磁感应充电技术的手机应该是 2009 年发布的 Palm Pre。

­  Palm 公司曾经是 PDA 领域的霸主,但在智能手机时代逐渐衰弱。Palm Pre 是一款寄托着这家公司所有希望的呕心沥血之作,尽管它失败了,但它所展现出来的超前的创意和技术,现在看来也让人赞叹不已。

­  Palm Pre 配合一款名为"点金石(Touchstone)"的无线充电器就可以实现无线充电。实现原理并不复杂,Palm Pre 的背壳中安置了一个线圈,靠近点金石中的线圈后就可以实现通电了。

­  继 Palm 之后,诺基亚、三星、LG 等手机品牌推出过采用类似无线充电技术的产品,例如诺基亚 Lumia 920、今年发布的三星 S8。这些手机厂商都加入了一个名为 WPC 的国际无线充电推广组织,采用 Qi 标准。

­  不过这种充电技术存在的最大问题是充电速率慢,这个问题在快充技术普及的今天尤为突出。一部 3000mAh 左右电池容量的手机通过有线快充技术充满大概只要一小时出头,而使用最新的无线充电器充满需要的时间竟然要三个多小时。

­  (三星 S8 的无线充电速度长达 3 小时 40 分)

­  另外这种充电方式一般通过磁铁将手机固定在无线充电底座上,需要两个线圈位置正对着,通常有效充电面积只有一两个硬币大小。这种需要严格对准并吸附的充电方式相比有线充电并没有带来多大的便利。

­  磁共振无线充电

­  磁共振本质上仍然基于磁感应技术,不过相对前面提到的 Qi 标准,采用这种技术的无线充电器的线圈耦合性更好。

­  磁共振无线充电技术的功率更大,可以实现的充电距离更远,手机摆放时的自由度更大,并且可以同时给多部手机充电。

­  (英特尔的充电碗)

­  当然,磁共振无线充电需要充电底座的功率远大于手机内的线圈,目前市场上出现的此类无线充电装置的底座体积一般都非常大。不过由于传输距离较长,这种底座可以藏在桌子下,手机可以隔空充电,另外它的有效面积相对普通磁感应技术的无线充电要大得多。

­  磁共振无线充电技术带来的一个最大的好处是可以让用户感受不到充电装置的存在,将手机放在桌子上就能自行充电。另外这种技术给时下逐渐流行的共享充电给出了一种新的解决方案:如果在公关场所的桌子、服务台等安装磁共振无线充电底座,用户可以直接将手机在上面完成充电,并且可以摆脱杂乱的数据线,不需要考虑充电接口的问题。

­  三星、英特尔和高通等厂商在 2012 年建立了一个新的国际无线充电标准组织 A4WP (alliance for wireless power),推行磁共振技术的发展。然而,遗憾的是,目前几乎没有一款手机采用了磁共振无线充电技术。如果用户购买市面上的第三方厂商开发的磁共振技术无线充电装置,还需要在手机充电口插入一个接收器或者戴一个配备了接收器的保护壳,这就使得无线充电的体验大打折扣。

­  不过,如果手机厂商能在手机里内置线圈,这种无线充电方式还是具有一定发展前景的。

­  电磁波无线充电

­  电磁波无线充电技术是最符合人们对黑科技的想象的,简单来说,就是像接收无线信号那样接收能量,完成手机的充电。理论上来说,光线、信号本身都是承载了一定的能量的,尽管这种能量很弱。

­  (华人科学家范汕洄实现的 1 米无线充电,功率为 1 毫瓦)

­  然而,如果想要实现电磁波充电,那么发射装置的功率就要非常大,以解决长距离能量发散问题,试想一下在家中摆放一个大功率的小太阳;如果采用激光式的定向传播,那么手机和发射源间不能有物体遮挡,充电的约束性大大增强。另外,这种大功率的电磁波是否会对人体造成伤害,目前仍没有确切的科学结论,这可能也是阻碍电磁波充电技术实现的最大阻碍。

­  近几年的手机市场上出现一个非常微妙的现象:手机上的技术创新和普及往往需要苹果去带动。诸如视网膜屏幕、指纹、语音助手、3Dtouch,这些技术苹果未必是首创者,但它一旦采用,其他手机厂商就会马上跟风模仿。苹果早已获得了无线充电的专利,迟迟未在手机上推行可能是它仍无法给用户带来体验上的提升。

­  而如若 iPhone 十周年纪念版真的搭载了无线充电技术,那么很可能会极大地促进无线充电技术的普及和进步。但至少从目前的情况来看,无线充电更可能作为有线快充技术的补充而不是完全取代它。

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