“無線,無繁瑣,只有妙不可言”——AirPods無線耳機擺脫線材,讓蘋果構想的“無線未來”更進一步。你可曾想過,蘋果像取消3.5mm耳機孔一樣,將Lightning接口一并砍掉?事實上‘刪繁就簡’一向是iPhone的慣例,極簡的產品理念讓無線充電成為下一目標。
日前,無線充電聯盟(Wireless Power Consortium)新增一個重量級成員——WPC官網將蘋果公司信息收錄到認證目錄中。在你萌慣例剁手前要想好,下一代iPhone的無線充電值得買單嗎?
全球調查:絕大部分人期待無線充電
針對這個問題,WPC在去年12月份進行了一項全球調查,樣本覆蓋來自美國、歐洲和亞洲的2000名消費者。在使用無線充電產品的用戶中,90%的人對設備性能感到滿意,住宅、辦公室、汽車和酒店是最佳使用場合。
表:已使用用戶對無線充電的滿意度
在尚未體驗無線充電的用戶中,超過90%的人認為這項技術看起來有吸引力,其中79%的人有意圖購買相關產品。而全部的受訪用戶中有36%的人每天一次或多次感到電池焦慮,69%的人認為使用無線充電配件會降低他們的電池焦慮水平。
另據市場研究機構IHS Markit預測,在智能手機和可穿戴設備的推動下,在2016年首次實現無線充電的設備數量將超過200萬臺。這一數值相比2015年增長了40%,預計未來幾年的增速依舊將維持在40%以上的高位。
表:無線充電設備市場
不過令人意外的是,業內人士預測無線充電的需求在2016年甚至更早前就會被激活,但市場反響情況卻要低于普遍的預期。
無線充電的體驗有落差
市面上支持無線充電功能的手機,設計時要將充電線圈嵌入機身內部或是附著在后蓋上,使用時將充電器連接至無線充電器,將手機放到無線充電器表面,確保兩者間線圈距離足夠近。
問題之一在于空間自由度低。如果移動設備未正確放置在充電表面,或靠在移動設備無線充電線圈位置上時,可能無法正常充電。如果保護殼較厚,無線充電可能無法正常工作。
無線充電的腿有些短,只有8mm左右的充電距離。這不由讓人想到機場守護者——米格29,似乎和預期的買家秀不太一樣。
問題之二在于充電速率慢,且熱功耗較大。目前無線充電設備常見“5V/1A的輸出規格,75%的轉換效率”,與動輒20+W的快充相比毫無優勢。市面上出現一些無線快充方案,需要配備指定的快充頭,不過僅僅將輸出電壓提高到9V,輸出電流依舊為1A。
在2017年充滿3000mAh電池仍需要2小時,除了iPhone死忠粉、Xperia死忠粉以外,一般用戶怕是很難很難接受吧。
問題之三在于無線充電基于必要的硬件方案,無法實現“向下兼容”。沒有內置無線充電線圈、沒有預留無線充電觸電怎么辦?解決方案也有,比如為iPhone裝配帶無線充電接收裝置的保護殼,當然這需要占用充電接口,并增加可觀的厚度和重量。
如果要是嫌保護殼太累贅,第三方配件供應商還提供“模塊化”的無線充電發射模塊和接收器,插入手機接口,即刻享受無“線”充電的自由,即便不如集成充電線圈的手機便捷。
歸根結底,無線充電技術相比快充技術的發展顯得慢一拍。
表面上的標準之爭
主流的無線充電標準有:Qi(氣)、Power Matters Alliance(PMA)、Alliance for Wireless Power(A4WP)。其中Qi由首個無線充電的行業標準組織WPC推出,PMA和A4MP經過合并歸屬于新的AirFuel聯盟。
WPC旨在打破無線充電“通用性”的技術瓶頸,在各種充電板與便攜式設備之間實現互操作性。獲得WPC聯盟認證的產品,可以在所有標有該LOGO的終端上通用。第一款采用Qi技術的手機在2011年問世,目前已有超過200家的企業支持Qi標準,覆蓋1300余種不同類型的設備。
AirFuel包括博通、Gill Industries、IDT、高通、三星電子、三星電機、星巴克等眾多成員,融合PMA與A4WP的優勢,在PMA開放式的API網絡基礎上管理和相容充電點,實現各自標準優勢的同時相容對方標準。
AirFuel認為盡管其他無線充電技術已經推廣了幾年,但AirFuel聯盟在充電范圍、充電功率方面更有優勢。而WPC成員已經提出了幾種新的大功率、遠距離發射器,不少成員擁有AirFuel、WPC雙重會員身份。
無線充電的4種主要實現方式
目前,無線充電主要有4種實現方式,分別是:磁場感應(Magnetic Induction),磁場共振(Magnetic Resonant),電場感應(Electric Induction),電磁波(electromagnetic wave)。
前兩種方式最常見,均由空間磁場傳遞能量;后兩者分別利用空間電場、電磁波實現無線充電。
①‘磁感應無線充電’
這一技術利用了電磁感應原理,即“電”與“磁”可以實現相互轉化。在發射端和接收端分別設置一個線圈,電流通過發射端的線圈產生磁場,接收端的線圈靠近該磁場就會產生電流。
磁感應的缺陷在于空間自由度低,垂直間隔不能過大,且充電區域的面積很小。手機背貼的線圈和充電器里的線圈位置正對時,才能夠進行無線充電。
②‘磁共振無線充電’
想象一個房間里有100個相同的杯子,每個酒杯都裝滿了相同的紅酒,敲擊時在共振頻率下傳播動能。2007年麻省理工學院(MIT)進行一場實驗,在2米距離內隔空點亮一盞60W的燈泡。如下圖:
磁感應的作用距離以毫米為單位,發射端和接收端需要緊貼著;而磁共振技術則提高了一個數量級,不過充電效率卻從磁感應的70%-75%,大幅下降到不到 50%。
電場感應、電磁波無線充電至今未在消費電子上普及,原因之一在于可能對人體產生不利影響。由于人體內信息的傳遞依靠生物電,電產感應產生的空間電場可能會影響到神經系統。
而電磁波技術需要發射幾百兆赫茲以上的電磁波,能量全部對外發散,相當于在家里放置2000個無線路由器。不過只有電磁波可以實現遠距離無線充電,使用方式反而最符合用戶預期。
蘋果公司為無線充電帶來更多驚喜?
由于無線充電的限制條件過多,在傳輸功率和距離等方面相比線充沒有什么優勢,至今依舊不溫不火。而蘋果的加入,將能使千萬數量級甚至上億的普通用戶接觸無線充電,為Qi芯片制造商、代工廠、第三方配件品牌等帶來大量訂單。
據來自供應鏈的消息,今年iPhone預計加入OLED屏幕、隱藏式指紋識別等新特性。由于沒有金屬后殼的屏蔽效應,iPhone將支持遠距離無線充電功能,實現快速充電。
蘋果還為下一代iPhone儲備了新型的無線充電器。這是一種采用線圈感應式的無線充電產品,利用無線電波與磁共振充電,無需直接接觸充電底座。
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