无线充电难在哪？我们和专业人士聊了聊

在当代生活，手机日益强劲的性能和迟迟没有技术突破的电池之间的矛盾，已经越来越影响到广大人民群众的精神娱乐生活。

面对这个尖锐的矛盾，手机厂商除了努力塞大电池之外，还需要在充电这件事情上加大力度。 除了功率已经直逼笔记本的快充之外，无线充电成为了新的兵家必争之地。

无线充电的难点在哪？ 苹果的 AirPower 为什么失败？ 我们一起聊一聊。

本文虽然用爱否 S1 当封面，但是文中真的没有任何广告成分，请大家放心阅读。

无线充电的原理

事实上无线充电并不是一项新技术，早在 1890 年，雷电法王特斯拉就已经完成了无线输电的实验，但是由于条件的限制和各国电力情况的不同，这项技术只能成为想象中的产物。

目前绝大多数手机使用的都是「电磁感应式」无线充电：给充电板内线圈一定频率的交流电，进而会产生磁场；两边电路联通之后，手机内的次级线圈会由于电磁感应原理感应出电动势，电路连通后会产生一定的感应电流，经过整流之后就可以传送到手机电池中。我们日常生活中常见的变压器就是这个原理。

说起来简单， 实际就会出现一些问题。

首先就是发热，这主要是由于能源转换效率较低导致的。根据我从专业人士那里了解到的最新消息，在目前半导体发展的水平下，比较好的无线充电器的充电效率基本维持在 75% 左右，相对比有线充电能够维持在 90% 以上，使用电荷泵的手机能够达到 98% 以上。

根据能量守恒定律，被浪费掉的电能就会转换成热能的形式，导致手机发热。由于锂电池高温会产生巨大的风险，电池越大风险越大，因此几乎所有的手机内都有手机电池管理电路，为的就是让手机在安全的温度内运行。

以 iPhone 为例，工厂那边的数据显示温度控制线大概是在 38°C 左右，高于这个温度就会强制充电降频。这也就使得很多高功率无线充电很难长时间维持峰值充电速度。

除了发热，还有一个难点就是异物检测。

我们现在都知道无线充电的原理是金属线圈之间的电磁感应，但是绝大多数金属都是有电磁感应能力的（这也就是金属材质手机很难做无线充电），如果没有异物检测，如果充电器上有异物放置，可能会导致充电器会持续供电，接着电生热，就容易导致充电器过热损伤，甚至引发火灾等风险。

除了异物，目前还有诸如金属手机边框、手机壳等有可能引发的异物检测问题，这些都需要充电器厂商进行检测。

这在业内被称作 FOD 异物检测，Qi 协议认证中必须的一项保证。各个供应商不同的无线充电方案，FOD 是其中差别比较大的一项。

Qi 协议是个啥？

提到无线充电就会想到 Qi 协议，但事实上 QI 协议是一项由无线充电联盟（WPC）定制的短距离低功率无线感应电力传输互联标准（别看长，念一遍就明白了）。

事实上无线充电板即使是在不工作的前提下，也是在以极微弱的电流做功，进行脉冲检测，检测到信号后会进行协议交换匹配。这个协议可以是 Qi 协议，也可是其他的比如私有协议，确认过眼神，彼此是对的机之后才会开始充电；握手失败就会触发 FOD，停止供电。

Qi 协议的认证并容易，首先你得企业需要在 WPC 注册成会员，根据公司的规模有四个档位（小企业会员、准会员、正式会员、超级会员），根据档位的不同缴纳不同的会员年费，根据并享有不同的级别待遇。

之后就可以将产品交于 Qi 进行质检测试，测试内容包含「符合性测试」和「兼容性测试」，测试通过后就可以发放认证了。

目前市面上除了 Qi 协议，还有一些其他的联盟以及厂商的私有协议。但是由于 Qi 联盟成立早、会员多、市场认、兼容性强，所以 Qi 协议在小功率无线充电市场上，尤其是手机无线充电市场上具有统治地位。

但私有协议的兴起，无线充电碎片化也不能全怪厂商，一方面是利润，一方面是 Qi 协议的认证标准稍有落后，直到 2018 年的 V1.2.4 标准才推出了针对 5W — 30W 产品的 EPP 类型（5W 一下为 BPP 类型）。

其实 Qi 协议只是 WPC 内的一部分，WPC 实际上技术可以覆盖到 1W — 1000W 功率，当然大功率的主要是面向工业领域，比如汽车。国内一家名为「微鹅」的无线充电方案公司就推出了 1000W 无线充电方案，使用的是后面会介绍到的磁共振技术，不过不是给手机用的，主要是给电动汽车充电的。

AirPower 为什么失败了？

作为苹果最受关注的配件之一，从诞生到流产，AirPower 都吸引着很多用户的目光。AirPower 为啥失败了？我们推测还是前面提到的无线充电的基础原理问题。

由于电磁式无线充电的原理，使得电圈和电圈必须要对齐才能实现最大的充电效率，而且必须是单电圈对单电圈。

（编辑：核心网）

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