[解釋]無線充電:你需要知道的一切

已發表: 2020-04-06

智能手機上的大多數功能都遵循首先出現在旗艦上的趨勢,然後慢慢滲透到更實惠的手機上。 我們看到這種情況發生在高清屏幕、指紋掃描儀、顯示槽口、快速充電和 IP 等級。 但是,由於某種原因,有一種技術尚未在中端和預算導向的智能手機中採用,那就是無線充電。 無線充電是智能手機上已存在近十年的一項功能。 三星的 Droid Charge 帶有可更換的背面,支持 Qi 無線充電。

[Explained] Wireless Charging: Everything You Need to Know - wireless charging

三星是 Qi 無線充電的最早採用者之一,其主要競爭對手 Apple 於 2017 年推出 iPhone X。世紀,感謝尼古拉特斯拉,他發現能量可以在磁性的幫助下無線傳輸。 雖然一般來說無線充電或磁感應有更大的應用,但我們將堅持智能手機中的技術,同時牢記本文的範圍。

目錄

無線充電如何工作?

在我們了解將手機放在無線充電墊或墊上時如何神奇地充電之前,讓我們沿著記憶通道進行一次短途旅行,了解第 10 類物理,並嘗試了解磁和電的基礎知識。 讓我們首先從交流電或更常見的交流電開始。 顧名思義,在交流電中,電流不是沿一個方向流動,而是交替沿兩個相反方向流動。 根據著名科學家奧斯特的實驗,電流會產生磁場。 磁場取決於電流流動的方向,這意味著根據電流的方向會有不同的磁場。

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圖片:宇宙雜誌

正如我們之前所討論的,在交流電中,電流的方向經常變化。 這意味著交流電產生的磁場也會隨著電流方向的快速變化而變化。 磁場的這種變化產生了邁克爾法拉第發現的電力,這正是無線充電背後的科學。 如果您認為這超出了您的理解範圍,讓我們以實際的方式來看待它,就像它在現實生活中發生的方式一樣。

無線充電器的實際工作

您的無線充電板有一個線圈埋在頂面後面不太深的地方。 您會意識到,大多數時候,無線充電器的頂部表面通常由塑料、木材或某種織物製成。 這是為了讓磁場容易通過。 智能手機背面使用的材料也是如此。 每部支持無線充電的智能手機都有玻璃或塑料後蓋,因為金屬不允許感應發生。

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圖片:epectec

無論如何,回到無線充電板,無線充電器本身有一個導電線圈,即發射器,智能手機背面也有一個類似的線圈,用作接收器線圈。 在無線充電板上,線圈通過電源適配器連接到交流電源,電源適配器將其轉換為直流電並饋送到發射器線圈。 然後電流在線圈中轉換回交流電,並產生一個磁場。 當帶有接收器線圈的智能手機放置在無線充電板上時,發射器線圈會將交流電感應到接收器線圈中。 然後將交流電轉換回直流電並發送到電池。 這種現象稱為諧振電感耦合。

當然,無線充電器中還有其他組件,如整流器、濾波器等。這有助於將交流電轉換為直流電和其他電流控制活動。 正如我們前面所討論的,這裡也有一些限制。 無線充電器和手機表面的材料、線圈發射器和接收器之間的距離、兩個線圈的尺寸等都是實現無線充電的重要因素。 這導致了一個標準的興起,每個智能手機製造商都在其智能手機中加入了無線充電功能——Qi 標準。

Qi無線充電標準

Qi 是由無線充電聯盟開發的無線充電標準,可用於將任何設備與無線充電接口。 採用 Qi 標準的製造商必須獲得相關認證,其設備才能與 Qi 兼容,無論是智能手機還是無線充電器。 使用 Qi 標準,設備可以在發射器和接收器線圈之間最遠 4 厘米的距離內進行無線充電。

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由於這些線圈被進一步嵌入其他層之後,智能手機和無線充電板之間的距離已減少到毫米。 基本上,您的手機表面應該接觸到無線充電板的表面才能進行充電。

為什麼無線充電這麼慢?

這基本上引發了一場爭論,即無線充電仍然不是完全無線的,因為無線充電器本身必須始終插入並且您的手機必須完全靠在無線充電器上才能工作。 再加上最常見的智能手機上大約 5-10W 的極慢充電速度。 速度慢的原因是當線圈的尺寸較大且線圈的匝數更多時,感應效果更好。 由於佔地面積小,這兩個限制都無法在智能手機上實現。 此外,無線充電涉及大量熱量形式的功率損失,這再次降低了充電速度。

無線充電的現狀和未來發展

小米、華為甚至 OnePlus 等品牌一直在研究定制無線充電解決方案,新的 Mi 10 Pro 支持的功率高達 40W。 據稱,OnePlus 8 Pro 將支持 30W 無線充電。 這聽起來肯定很有希望,但看看採用率如何會很有趣,因為這些支持 30-40W 輸出的快速無線充電器不容易獲得,如果有,它們將非常昂貴。

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無線充電的未來,如果用最理想、最便捷的方式來描繪,就是徹底擺脫有線充電板,增加充電器與手機之間的距離。 還有其他替代品,例如無線充電移動電源或特定智能手機的無線充電盒,但歸根結底,即使是這些小工具也會耗盡電量,需要插入電源。也許你可以把你的手機放在口袋裡哪一天可以無線充電? 誰知道!

不過,好在除了智能手機之外,越來越多的耳機和可穿戴設備等消費類產品正在採用無線充電,而隨著智能手機反向無線充電的出現,您可以在旅途中為這些小型設備充電,非常方便。 此外,Realme 等品牌已將無線充電功能整合到 Realme Buds Air 中,這可能是支持無線充電的最實惠的無線耳機之一。 這無疑是朝著正確方向邁出的一步。

真正的無線未來?

然而,這讓我們回到了最初的問題。 為什麼無線充電還沒有進入更實惠的智能手機? 雖然指紋掃描儀或快速充電等功能真正解決了問題並且是必不可少的突破,但無線充電儘管存在了這麼久,但從未被認為是必須具備的,因此對於品牌來說是一個很容易省錢的功能錢,沒有人真正抱怨它。 有傳言稱,蘋果正在向完全無端口的 iPhone 發展,未來確實是完全無線的,但目前實現這一目標的技術還不成熟。