无线手机充电技术日趋成熟

新技术、消费者日益增长的兴趣以及设备制造商的采用为这一概念注入了新鲜空气

无线手机充电的想法非常诱人:在您吃午餐或等待飞机时,放下设备即可快速补充电池电量。无需携带缠绕的电线或寻找电源插座。现在许多手机都提供了这项功能,充电桩也开始在机场和餐馆涌现。

但是,将当前技术称为“无线”仍然有点牵强。诚然,您的手机不再受电缆束缚。但是充电座已插入电源插座,并且手机需要以非常特定的方式放置在充电座上。归根结底,它与使用电源线没有太大区别。

随着两种新兴技术的出现,这种情况似乎将发生改变——其中一种是真正的无线技术,允许手机自行从远处来源吸收电量。另一个巨大的推动力可能来自苹果公司,据新闻报道,该公司可能会在即将推出的 iPhone 型号中引入无线充电。这可能会使这一概念成为主流,而苹果选择哪种技术——当前系统还是更新的版本——可能会影响行业的发展方向。


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今天的无线充电系统依赖于感应耦合——与用于为电动牙刷和扫地机器人充电的数十年前的技术相同。充电座中的线圈产生磁场,磁场流经手机内部的线圈,产生交流电为电池充电。由于发射和接收线圈必须彼此相对,仅相隔几毫米,因此手机需要放置在充电座上的特定位置。该过程的能源效率也不是很高,而且相对较慢——完全充满三星 Galaxy S7 需要三个多小时。

一项先进技术有望更快,并且能够将用户从充电座中解放出来。它被称为谐振耦合,是感应耦合的高级版本,涉及相同的基本设置,但在充电器和手机中都增加了一些额外的线圈和电子电路。麻省理工学院的衍生公司 WiTricity 的首席执行官 Alex Gruzen 说,额外的元件使发射线圈更高效,并将其调谐到特定频率的磁场。WiTricity 正在将谐振充电商业化。“然后神奇的事情发生了,”Gruzen 解释说。“突然之间,源线圈和接收线圈不再需要完美对齐,也不必大小相同。”

现在,充电板可以放置在一英尺以外的地方,可以像硬线一样快速地传输电力,并且可以将能量穿过固体表面进行传输。这意味着充电器可以安装在桌子下方,使其成为多个设备的大型充电表面——因此用户可以将手机放在上面的任何位置。“您可以全天‘充电零食’,一次充一点电,”Gruzen 说。

Galaxy S6 和其他一些手机现在提供谐振充电。但该技术的高功率传输速率使其用途不仅仅限于手机。在 1 月份拉斯维加斯举行的消费电子展上,戴尔推出了一款 Latitude 平板电脑,其中包含 Witricity 的谐振充电接收器。Gruzen 说,他们现在正在与通用汽车公司合作开发一种放置在车库地板上的充电板。驾驶员只需将电动汽车停到充电板上即可自动充电。Gruzen 说,这项技术最早可能在 2018 年应用于汽车。他还补充说,无线充电也将使自动驾驶汽车更加便捷:“如果所有的无人驾驶 Uber 汽车都需要插电,那你就无法拥有一支无人驾驶 Uber 汽车队。”

对于某些人来说,谐振耦合仍然不够。初创公司 Energous 和 Ossia 正在研究一种不同的充电技术,该技术可以为房间甚至房屋另一端的设备供电。它通过无线电频率波发送电力来实现这一点,很像 Wi-Fi 基站广播互联网信号。这些公司一年多来一直承诺交付远程充电器。Energous 首席执行官 Steve Rizzone 最近告诉The Verge,该公司的无线发射器可以为数英尺外的设备充电,将于 2017 年晚些时候发货。

然而,更长的充电距离可能会带来权衡。无线充电联盟 (WPC) 主席 Menno Treffers 表示,远程充电带来的一个挑战是“效率太低、成本太高,电磁辐射太高,这些产品可能难以通过监管部门的批准”。WPC 是一个全球制造商组织,负责监督感应充电和谐振充电的标准。他认为,这项技术可能更适合为助听器、活动追踪器、恒温器和烟雾探测器等小型设备供电,这些设备需要的功率不到一瓦。

但这并不是说它不能用于手机。事实上,英国市场分析公司 IHS Markit 的无线电力研究经理 David Green 表示,所有这三种技术都可能在无线充电的未来占有一席之地。高功率感应充电和谐振充电可以在短距离内快速为手机充电,而远程射频传输的涓涓细流电力可以使电池保持充满状态。

业内许多人现在都在关注苹果公司,看看它为 iPhone 选择哪种技术。该公司已经在其智能手表上提供了感应充电,因此它可能会在其手机上采用相同的方法。另一方面,它最近加入 WPC 的举动可能意味着 iPhone 将配备感应充电或谐振充电。鉴于 Energous 最近与苹果芯片供应商 Dialog Semiconductor 达成了协议,据 VentureBeat 报道,苹果公司也可能正在为手机开发远程无线电力传输技术。与此同时,摩根大通分析师 Harlan Sur 推测,苹果公司可能会推出由 Broadcom 构建的定制无线充电平台。

无论苹果公司选择哪种技术,它的决定都可能将无线充电推向主流。Gruzen 说,没有人可以预测苹果公司首席执行官蒂姆·库克 (Tim Cook) 的计划,但“所有迹象都表明事情正在酝酿之中。”

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