無線充電器原理

了解無線充電從新手的提問開始，經過整理波波發現新手通常對以下這些問題比較關心：

一> 無線充電到底是什麼情況，怎麼實現無線充電？

二> 為什麼需要無線充電？

三> 是什麼原理，什麼技術？

四> 無線充電效率可以達到多少，充電有多快，有沒有輻射？

五> 無線充電有什麼要求和標準？

六> 所有手機都能充嗎，有哪些手機可以充？

七> 無線充電器的構成？

八> 國內外發展情況怎麼樣？

九> 除了手機，還有哪些地方可以用起來？

十> 未來什麼時候可以起來？

十一>無線充電有哪些機會點？

下面就由波波來為大家一一解答：

一> 無線充電到底是什麼情況，怎麼實現無線充電？

無線充電是怎麼回事，顧名思義就是充電不要插線。類似與WiFi一樣，很方便。理論上可以隨時隨地給手機等電子設備供電。但無線充電暫時還不能像WiFi一樣傳輸那麼遠的距離，現在成熟的方案只能在10mm以內的距離實現無線充電，一般為3~5mm左右的距離比較好，這類無線充電的技術採用的是磁感應無線充電技術。

要實現無線充電需要一個發射端和一個接收端。

發射端就是無線充電器，接收端就是手機等。在發射端有一個線圈，接收端也需要一個線圈。發射端通過控制板和線圈發射能量，接收端通過控制板和線圈接收能量，這樣就可以實現無線充電。

如下圖的三星S6手機和波羅派科技的無線充電移動電源充電情況，手機放在無線充電器上就可開始充電，無需通過USB介面連接充電。

二> 為什麼需要無線充電？

無線充電相對與傳統的有線充電有幾點你不得不選擇它的優點：

1、沒有線的纏繞，簡潔美觀，看起來舒服，生活品質更高；

2、不用經常插拔，即放即充，方便快捷，讓你的手機永不缺電；

3、不用擔心三星和蘋果接頭不兼容的問題，支持Qi等標準的無線充電器都能充電；

4、不存在充電接聽電話觸電的風險，完全規避了安全問題，可以隨時接聽電話；

5、讓電池工作的壽命更長，由於即放即充，讓電池用不缺電，電池壽命更長。

6、不需要有線介面，很多產品可以做成全封閉防水產品。

三> 是什麼原理，什麼技術？

一般意義上的手機無線充電原理，就是電能轉換為磁場，磁場通過空氣傳輸，磁場再轉換為電能的過程。無線充電的原理通俗意義上的理解與變壓器有些類似，變壓器磁場耦合的迴路是磁導體，無線充電磁場耦合的迴路是空氣而已，磁介質不同而已。

業內無線充電一般有四大技術：磁感應技術、磁共振技術、微波技術和電場耦合技術。

其中主流的技術是磁感應技術和磁共振技術。

磁感應無線充電技術----就是當給發射線圈通過交變的電信號，交變的電場通過發射線圈將產生變化的磁場，變化的磁場對它周圍的線圈的磁耦合作用，由法拉第電磁感應定律得，變化的磁場將產生電場。

因此發射端線圈產生的磁場將穿過接收端線圈，接收線圈將產生電場，如果在接收線圈端接上負載的話將會產生電流。

磁共振無線充電技術----是磁感應技術的一種特殊情況，它就類似於我們聲音的共振，當系統的震蕩頻率與系統的固有頻率相同時就會發生共振，發生共振時，系統的能量強度達到最大點。

磁共振無線充電技術就是當接收線圈的諧振頻率與發射線圈的諧振頻率一致時就發生了磁共振，能量也就從發射端傳輸到了接收端。

四> 無線充電效率可以達到多少，充電有多快，有沒有輻射？

這裡把效率、充電速度和是否有輻射好好澄清一下，很多人有疑問和顧慮的。

充電效率？

充電效率一般指接收端和發射端一起的整體效率，但不含適配器的效率（5V適配器效率一般為90%左右）。

無線充電現階段的效率一般為70%左右（大部分為65%~75%），根據不同的充電器和發射器設計的好壞會有一些差異。

如果把發射器和接收器分開來看，一般發射器效率為80%左右，接收器效率為90%左右，整個效率70%左右。這裡的效率一般指提供500mA左右電流時的效率，此時也為最大效率的情況。

其實關於無線充電的效率與很多因素都是相關的，除了主要與無線充電器和接收端關係很大外，與適配器的好壞也有一些關係，負載情況也有一些關係。

充電快慢？

其實充電快慢與是無線充電器和有線充電器沒有直接關係。無線充電器也可以充得快的，有線充電器也有充的慢的。

充電快慢是由提供恆流充電時候的充電電流的大小決定的，一般也是無線充電器的規格決定的，有些無線充電器提供的電流大，有些無線充電器提供的電流小。

一定範圍內，無線和有線是差不多的，但由於無線存在一定的效率損失，電流太大要考慮溫升的問題，手機無線充電器的充電電流一般小於1A。

無線充電器一般提供的輸出電流範圍為300mA~1000mA左右，一般最大輸出都在800mA以內。

如果提供600mA的充電電流，對應的輸出功率為3W左右，按70%的效率計算，無線充電器的輸入功率為4.3W左右，也就是我們平時說的5W以內的功率。適配器一般要做到5W以上，對應為5V/1A。

輻射有多大？

輻射大小，我們暫時還沒有一個量化指標，後續也會找專業結構測試對比一個數據分析給大家。

只是大致給大家一個概念，輻射一定有，但輻射並不大，並不用擔心。

主要是幾個原因：

1、手機充電功率只有5W左右，屬於小功率；

2、距離短，只有10mm以內，對周圍輻射小；

3、發射和接收端都有磁隔離片，對周圍的輻射小；

4、工作頻率低，工作頻率在110K~205KHz，對人體的輻射小。

五> 無線充電有什麼標準？

無線充電行業以前有三大標準組織，2014年初有兩家開始合作，最後只剩下兩大標準組織。

如果做國外的大客戶，一般需要通過相關標準和認證的產品才能銷售。以前三大標準組織分別是：WPC、PMA和A4WP

WPC組織是成立最早的標準組織，其認證的品牌為大家所熟悉的「Qi」標誌。

PMA是由美國的Powermat發起的，其認證品牌為Power2.0，採用的也是磁感應無線充電技術。

A4WP是成立時間最晚的，由高通和三星發起。2013年底才發布其認證品牌「Rezence」，但很多國際大廠紛紛加入開始主推A4WP標準的產品。

A4WP採用的是磁共振無線充電技術，充電距離可以達到5cm，且支持一對多（一個發射器可以同時充多個接收電子設備），且不需要精確對位，位置相對自由。

WPC的Qi標準----

優點：

成立時間早，會員多，產品成熟，生態系統完全，行業影響力大。

方案成本便宜，普及率高。

充電效率高，可以達到70%以上。

輻射小，安全性好。

缺點：

充電距離小，需要精確對位，只能一對一充電，但後續升級后差距不大。

A4WP的Rezence標準----

優點：

充電距離稍大，移動範圍稍大，可以一對多充電。

缺點：

發展晚，市場不夠成熟，生態系統還缺乏。

成本高，短期普及壓力大。

充電效率稍低，存在輻射及相關風險等。

現在市面上普遍使用的是qi標準的無線充電產品。

六> 所有手機都能充嗎，有哪些手機可以充？

很多人關心這一塊，由於無線充電行業發展還不久，很多手機以前並不支持無線充電，近幾年很多品牌廠商紛紛支持無線充電。諾基亞的手機基本支持無線充電，谷歌的手機都支持無線充電，HTC和LG也有很多款手機內置無線充電的。

預計2015年7月蘋果發布的新款手機也將可能支持無線充電，未來幾年，預計大部分智能手機都會支持無線充電，這是一個巨大的市場和機會。

針對無線充電手機，有三種類型:

一種是手機內置無線充電接收端的，直接放在無線充電器上就可以充電，像諾基亞的Lumia920、Goolge的Nexus4/5等。

一種是手機內部預留了無線充電接收端觸點的，需要加裝無線充電接收線圈實現無線充電的，如三星的S3/S4/Note2/Note3等。

一種是手機本身完全不支持無線充電，需要加裝一個無線充電接收背架的實現無線充電的，如蘋果的iPhone4/4s/5/5s/6/6P等。

七> 無線充電器的構成？

無線充電器主要由三大部分構成：主板、線圈和外殼。

其中主板直接決定無線充電器的功能和性能，是無線充電器最為核心的模塊。

主板主要由主控晶元、驅動晶元、功率器件（MOS）、電阻電容及PCB板等構成。線圈一般是標準的模塊，相關的無線充電標準有嚴格規定其結構尺寸參數等。

八> 國內外發展情況怎麼樣？

無線充電市場，國外發展還不錯，國內稍微晚一點，迄今為止有60幾款手機支持無線充電。諾基亞自從推出Lumia 920支持無線充電后，後續的手機基本支持無線充電功能。

谷歌的手機基本都支持無線充電，Nexus4、Nexus5等。三星的手機預留了接收線圈的觸點。蘋果手機後續也會支持無線充電。

國內手機廠商中興和TCL已經發布了相關的無線充電手機，各大國產品牌「中華酷聯」、小米、TCL、步步高、OPPO、金立、天宇等都在研發或開始研發相關無線充電手機。

由於高通及MTK手機主晶元廠商集成了無線充電功能，後續國內的手機可能基本支持無線充電，到2016年，無線充電功能將成為手機的標配。

整個無線充電的技術發展開始趨於成熟，相關的配套產業鏈也完整了，無線充電市場也開始火爆起來了。

無線充電市場潛力巨大，提前進入行業，且在專心經營的一定會有豐厚的回報。

九> 除了手機，還有哪些地方可以用起來

無線充電最大的市場是手機市場，當然除了手機市場還有很多其他應用領域，像其他消費電子產品市場，平板電腦、穿戴設備等。

小功率無線充電器產品，家居市場、辦公市場，把無線充電產品嵌入到家裡的茶几、書桌、床頭櫃，以及辦公室的辦公桌等。

中小功率的應用除了手機市場，還有遊戲市場，玩具市場，另外還有像電動牙刷、電動剃鬚刀、甚至像成人用品市場等都是一個巨大的市場。

未來像中功率的無線充電產品，主要是未來的家電市場，像PC、TV、家用電器等市場巨大。

未來的大功率的無線充電產品市場，像電動汽車市場（特斯拉己量產並在大陸市場銷售一空）、電力市場、工業市場等。

另外像一些對防水等要求高的市場都是無線充電的一個好的應用領域。

十> 未來什麼時候可以起來？

2015年繼三星S6問世后，很多品牌廠商的旗艦機基本會標配無線充電功能，無線充電將會成為一個大眾化的市場。

目前A4WP的Rezence標準的產品已經問世但並沒有量產，預計2016年底將會與Qi標準的產品共存，市場可能成為兩大標準的市場。

整個無線充電市場在三星S6的推動下已經開始大規模起量。