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智能设备的无线充电技能解析

智能设备的无线充电技术解析- 为了更好地回答这个问题,了解一些无线充电技术的知识是十分必要的。无线充电是利用看不见的“场”来充电的,根据“场”的性质可以分为近场和远场两大类。

  最近Iphone7的爆料音讯层出不穷,从外形规划,接口改进,到新技能的运用等等,而且这两天又爆出了可信度极高的Iphone7谍照图片。一些牢靠数据显现,Iphone7会装备双摄像头,取消了3.5mm耳机插孔,选用Lightning接口的数字耳机。

  那么问题来了,只剩下一个共用接口,手机充电时想用耳机怎么办?

  许多人猜想Iphone7或许8会运用无线充电技能来处理充电问题。那么苹果究竟会不会装备无线充电呢?在诺基亚、三星纷繁运用之后,手机巨子厂商里只需苹果还处在张望状况,这是不是苹果将推出这项技能的关键呢?

  

  

  Iphone7谍照、lightning接口的数字耳机

  黑科技阶段的远场技能

  为了更好地答复这个问题,了解一些无线充电技能的常识是十分必要的。无线充电是运用看不见的“场”来充电的,依据“场”的性质能够分为近场和远场两大类。

  

  无线充电技能分类图

  远场首要是经过电磁波或声波传递能量,其优势在于能量的传输间隔相对较远。波兰一家名为TechNovator的公司推出的XE产品便是运用此种技能。XE的传输间隔能够到达5米左右,最大能够在十多平方米的范围内为用电器充电。

  

  TechNovator XE产品

  疯传与苹果合作开发无线充电的 Energous公司,也是运用电磁波传递能量,传输的间隔能够到达4.75米。当用户走进一间充溢“充电信号”的房间时,手机便会主动充电。

  

  Energous技能演示

  从用户体会的视点来说,远场无线充电技能的优势十分显着,不过从技能运用视点看来,苹果运用此项技能的可能性却十分之低。因为此项技能运用电磁波传递能量,电磁波的功率被增大,相应的对人体的辐射强度也被增强。至今,Energous公司的产品仍无法经过美国FCC认证,产品面市也更无从谈起。

  为防止辐射,不运用电磁波而运用超声波,这是另一家美国公司Ubeam的技能计划。充电器宣布具有较高能量的超声波,接纳器收到超声波使其带动一个“压电晶体”振荡,然后发生电流。超声波是公认的无辐射声波,B超便是一种常见的超声波运用事例。业界也有音讯曝出苹果刚刚从Ubeam挖走了两名硬件工程师,假如音讯事实,这项技能或许现已在苹果的研制名单上。

  

  Ubeam技能演示

  那么苹果会不会运用Ubeam的技能呢?超声波传递能量的过程中,若是遇到障碍物,许多的声波会被反弹,只需极小部分声波能够进入到物体之中。手机外壳、人体等物体都会阻挠许多的超声波,那么真实能够进入到手机的能量则少之又少。因而,运用超声波无线充电的功率是极低的,假如这项技能没有进一步的开展改造,势必会形成巨大的能量糟蹋,这也与苹果公司的理念相违反。

  沿袭多年的近场技能和难题

  与还归于黑科技阶段的远场技能不同,鉴于功率、可用性等要素,现在市场上首要运用的无线充电技能根本都归于近场技能。近场是运用磁场传递电能,其优势在于能量的传输功率高,无辐射。更进一步,近场技能也分为两种,分别为磁感应和磁共振技能。

  磁感应技能是运用两个线圈,一个发射(发射线圈)改变的磁场,一个接纳(接纳线圈)改变的磁场并将其转换为电能的技能。若是发射线圈尺度和接纳线圈尺度巨细类似,严密贴合,彻底对准,就称之为“强耦合”。强耦合是一种可与有线充电功率相媲美的无线充电办法,功率高达75%以上,而且漏磁现象和发热量都很少。

  

  强耦合状况示意图

  美国QI无线充电规范便是运用强耦合技能。我国市场上90%以上的无线充电产品都是遵从QI规范。为了满意强耦合条件,在运用过程中需求做到两点:

  (1)手机放在充电器上确保两者严密贴合;

  (2)手机反面的接纳线圈和充电器里边的发射线圈要对准。

  不过在实践运用中,对准一直是用户运用中的一个大难题。充电器与手机巨细不成比例,手机屏幕会挡住线圈和规范充电方位,加之产品运用时没有相关的对准提示,用户只能凭感觉进行对准放置。一旦没有对准,充电功率就会大大下降,乃至呈现一晚上手机都没有充溢一半电的状况,而且还会伴着手机发热,电池损耗等坏处。

  

  三星无线充电器

  AppleWatch的无线充电技能也是相同的强耦合原理。为处理充电的对准问题,苹果把充电器外表做成了弧形便利对准卡位,而且运用磁铁做合作,磁铁的吸引力使得表盘与充电器之间天然就能够对准而且严密贴合。从用户视点动身的极致体会规划,这便是苹果的巨大之处吧。

  

  AppleWatch无线充电器

  在国内,相同有一家公司也在测验处理对准与功率这个难题。这套叫做麦极客的无线充电产品,将接纳线圈装入到手机支架傍边,手机放到支架上,用户很简单就能够将支架和充电器贴合对准,奇妙地处理了对准与功率的难题,而且他们还做到了10W以上更高功率的充电。这种有用的规划办法,特别合适桌面充电的运用场景,在确保了快捷的一起,还确保了充电功率。

  

  麦极客无线充电器

  磁共振技能的运用

  强耦合尽管充电功率高,但仍要贴合和对准两个动作,用户体会感比远场的技能计划差了许多。不过,一旦发射线圈和接纳线圈不贴合间隔变远,也不再对准,那么充电功率会极具下降,这种状况叫做磁感应的“松耦合”状况。

  为了提高松耦合的功率,共振的办法就被引进进来,发射线圈和接纳线圈在一个较高频率共振会使得能量传输更有功率,这种办法就叫做磁共振技能。早在1891年,尼古拉-特斯拉就将磁共振技能运用在磁感应的能量传输之中。

  美国WiTricity公司则是最早研讨磁共振技能的公司之一。2014年,该公司就对外发布了这项技能的原型机。如图,运用磁共振技能,在整个绿色区域内都能够进行无线充电,不再需求对准,且能够放置多部手机一起充电。可是为了确保充电的功率、发热问题,手机仍需求与充电器贴合,不过这现已大大处理了对准难这个问题了。

  

  WiTricity原型机

  尽管两年多前就发布了原型机,但直到今日,WiTricity依然没有发布能够商用的产品。根本原因在于,尽管磁共振技能提高了传输功率,可是其仍低于强耦合的传输功率,只需40%左右。低功率会发生许多的热量,对温度约束要求较高的用电设备来说很难运用。更重要的是,因为发射线圈面积较大,在运用过程中会发生更多的电磁走漏,EMI和EMF等官方组织的认证更是无法经过。因而,磁共振技能还有许多技能细节需求完善和开展,这项技能的遍及也还有很远的路要走。

  苹果的挑选

  几种技能各有千秋,而结合苹果现已在AppleWatch上小试牛刀,强耦合技能计划很可能成为苹果最佳的挑选。

  可是,咱们注意到,还有一个最重要的变数,那便是金属!不论是近场技能仍是远场技能,金属对场都有屏蔽和吸收效果。只需Iphone7持续延用金属后壳,就无法运用任何一种无线充电技能。与此一起,一家长时间为Iphone供给外模结构的台湾公司,最近刚刚泄漏iphone7或Iphone8或将摒弃金属,转而运用玻璃外壳。

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