隔空充电技术介绍

隔空充电技术介绍
1、充电技术发展介绍
2、充电技术发展---有线快充介绍
3、充电技术发展---无线充电介绍
4、无线射频技术---隔空充电原理
5、无线射频技术---隔空充电应用
6、无线射频技术---隔空充电优势
7、无线射频技术---隔空充电缺点
8、充电技术对比
充电历史从有线充电发展到目前的125W，无线充电技术发展到目前的65W，充电方式一直在朝着具有未来科技方向前进着，最近也开始掀起一波隔空充电的热潮，小米刚首发隔空充电技术，摩托罗拉和OPPO也发布了自己的隔空充电技术。

摩托罗拉的展示这种无线充电技术可以在100CM和80CM两个地方同时进行远距离无线充电，当然了这并不是底座充电，而是真正的无线充电。

这种技术确实能够实现很多产品远距离无线充电，尤其是智能家居方面。

未来智能家居就会少很多充电线的烦恼。

电子技术的飞速发展，带动了充电技术也发展十分迅速，而且占据着很重要的地位，和人们生活靠的很近的就是手机和汽车，而这两个重要产品都在不遗余力的推进充电技术的发展，相信大家都会记得OPPO的经典广告词“充电五分钟，通话两小时”，使得当年的OPPO手机销量开始大增，可见充电越快，越省大家时间成本的话越受欢迎。

OPPO自主研发的VOOC充电协议现在在全球范围内已申请超过1000项核心
目前最新的VOOC闪充协议有两个版本，分别是VOOC 4.0和SuperVOOC2.0。

搭载VOOC 4.0的OPPO Reno3 Pro支持30W的快充速度，搭载了
SuperVOOC2.0的OPPO Ace2则支持65W的充电速度。

2、充电技术发展---有线快充介绍
而目前市面上大部分是高通方案的手机，高通QC快充协议是高通为配备骁龙处理器研发的快充技术，全名为Quick Charge。

高通QC快充目前以及发布了四代标准，分别为QC1.0、QC2.0、QC3.0、QC4.0。

Quick Charge 4.0最新版的QC4.0支持3.6-20V波动电压，理论上最高可以实现100W (20V/5A) 的充电功率。

与QC 3.0相比, 其充电速度提升20%，效率提升30%，并且还兼容PD快充协议。

QC4.0能够在电量到达90%时，自动转化成涓流充电，
有效保护手机电池。

华为的私有快充协议是华为SuperCharge超级快充技术，该快充协议广泛应用于华为和荣耀的主流机型上，目前最高支持40W的有线充电功率，采用10V 4A的充电规格。

Vivo手机方面目前在售最高规格的vivo 55W 超快闪充充电器，支持向下兼容44W、33W、22.5W、18W等vivo闪充协议，也发布了120W超级快充技术，这个拭目以待，可能是目前充电芯片叠加达到这样功率。

另一个重要的是USB Power Delivery协议，经常被大家简称为PD协议，简单而言USB PD是利用USB电缆，最大可100W供电受电的USB供电扩展标准。

USB PD因其广泛的通用性和最大支持100W供电的特性，除了被移动设备广泛采用之外，也被应用于笔记本电脑乃至显示器等设备之上。

一般情况下，PD协议充电线的两端均采用Type-C接口，不过也存在手机厂
商通过魔改在供电端使用Type-A接口的情况。

快充协议基本被USB PD3.0收纳。

而厂商日后研发自己的
快充技术，只要基于USB PD的协议即可。

USB PD协议有
望一统江湖。

3、充电技术发展---无线充电介绍
现在开始讲无线充电方面，目前常见的无线充电方式有三种磁耦合，磁共振，微波。

磁耦合：充电距离很短，是厘米级别。

对应的是电磁感应技术。

磁共振：充电距离很很远，理论可以达到米级。

对应的是电磁共振技术。

微波：小米、OPPO和摩托罗拉“隔空充电”用的方式，通过微波传输，理论传输也
是可以达到米级。

对应的是无线射频技术。

电磁感应技术电磁共振技术无线射频技术
电磁感应技术
电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。

定义：在匀强磁场中，磁感应强B 与垂直磁场方向的面积S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。

定义式：Φ=BS
感应电动势的大小计算公式
E=nΔΦ/Δt （普适公式）{法拉第电磁感应定律，E ：感应电动势(V)，n ：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt ：磁通量的变化率}
电磁感应技术是目前使用最普遍的无线充电技术。

充电的优势在于充电效率高，转化率高，但对于距离要求更为严格，必须把手机放在充电板上才可以充电，越近效率越高。

3、充电技术发展---
无线充电介绍
电磁感应方式
电磁感应充电
电磁共振技术
将手机和充电板之间的距离拉开了一些，但最大也就10cm 左右，超过这个距离也是不能充电的。

当然这10cm 的距离也是要付出代价的，电磁共振的充电方式转化率比电磁感应要低10%左右。

那些安装在桌子下面就可以给手机充电的充电板都是采用的这个原理。

3、充电技术发展---
无线充电介绍
电磁共振方式
无线射频技术
这里对于空间距离的限制相比于电磁感应和电磁共振要小很多，从小米隔空充电产品给出的信息来看，其可以做到数米之内的稳定传输。

不过功率非常低，目前已知的小米隔空充电功率可以做到5W 。

目前无线充电技术已经做到了80W 甚至120W 的级别，相比之下5W 确实不够看。

但它不受空间距离限制的特性却足以让它成为各大厂商手中的宠儿。

无论是电磁感应还是电磁共振，原理都是电生磁，磁生电。

而无线射频技术则是将电能转化为可利用的射频类型（包括毫米波、厘米波、红外线、蓝牙、Wi-Fi 等），接收端则将对应的射频类型转换成电能，实现隔空充电。

3、充电技术发展---
无线充电介绍
无线射频技术
无线射频技术---隔空充电技术原理
隔空充电中充电基站和接收设备之间传输能量转换的介质是毫米波，充电桩发射毫米波信号，手机接收后通过整流电路转换为电能。

其具有带宽范围大，传播衰减小，受自然光和热辐射源影响小等特点，在传输过程中能量损失相对较小。

目前隔空充电的功率相对较小，对于大功率设备的供电还是心有余而力不足，但对于智能家居、智能穿戴这类低功耗的设备来说却是足够的。

所以隔空充电最主要的应用场景就是智能家居和智能穿戴设备供电。

尤其是智能家居中的一些小功率设备的充电，智能音箱、智能网关、智能安防等。

可以大幅度降低线材使用，让家更整洁。

智能穿戴方面，智能手表、智能眼镜、智能手环等产品可以在你工作、休息的时候自行完成充电，增加佩戴时长，对于一些具有健康监测功能的智能穿戴设备来说这一点更为重要。

关于辐射问题，隔空充电用的射频类型中几乎没有对人体有害的，Wi-Fi、蓝牙、红外线等都是我们常见的。

至于毫米波，目前也没有任何一项实验数据显示它会对人体健康带来负面影响。

毫米波：波长为1～10毫米的电磁波称毫米波，它位于
微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱
的特点。

利用毫米波频谱提高数据传输速度是5G 技术的
重大突破之一。

无线射频技术---
隔空充电技术原理
无线射频技术---隔空充电应用
无线电波式充电：类似于早期使用的矿石收音机
，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，可
以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载
作出调整的同时保持稳定的直流电压。

此种方式
只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安
装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。

这个也是目前类似的小米的微波隔空充电的应用
场景。

无线射频技术---家庭应用图
隔空充电还需要在充电基站和设备之间进行空间定位，之后由基
站将射频信号定向发射到接收设备上，接收设备还需要验证对应
的充电协议，之后通过转化电路将射频信号转化为电能储存到手
机上。

从小米公布的其隔空充电技术的核心也正是空间定位和能
量传输。

小米这项隔空充电技术共有17项技术专利，核心技术在于空间定
位和能量传输。

其自研隔空充电桩内置5个相位干涉天线，可以
对手机进行毫秒级空间定位。

能量的传输则通过144个天线构成
的相位控制阵列，通过波束成形将毫米波定向发射给手机。

在手
机端，小米自研了天线阵列的小型化设计，内建信标天线（定位
）和14根天线组成的接收天线整列（接收充电桩发射的毫米波信
号），通过整流电路转化为电能。

目前小米隔空充电技术已经实
现了数米半径内单设备5W 远距离传输，即便多设备也可以同时
充电（均为5W ），且异物遮挡也不会降低充电效率。

无线射频技术---
隔空充电应用
无线射频技术---小米隔空充电示意图
无线射频技术---隔空充电优点
隔空充电最大的优势是
1、不受空间限制，对以后智能家居中出现在每个地方的智能设备都能通过隔空充电方式省去杂乱的充电线，使房间显得整洁干净大气。

2、还有以后的光伏公路，在路上行驶的电动车可以直接充电，不需要停下去接充电桩充电，能节省时间和更好的车使用感受，没有电量焦虑感。

所以隔空充电越来越成熟的情况下未来前景一定是美好光明的。

无线射频技术---隔空充电不足
隔空充电目前技术还未成熟，存在几个问题
1、距离越远，越不稳定，所以小米隔空充电只有5W，目前有线充电都可以达到120W。

小米和摩托罗拉隔空充电的距离不远，那对覆盖全部智能设备就会存在一定问题。

2、摩托罗拉隔空充电时当人体在中间隔档时会出现暂停充电，会影响到充电效率。

隔空充电技术目前来说，优缺点都很明显，仍需要在充电功率、成本、安全等方面进一步完善。

但不可否认的是，隔空充电技术将给手机充电带来颠覆性改变，而且很明显这将成为手机充电技术的下一个风口，谁能更早的占据有利地形就能在将来激烈的竞争中占尽先机。

8、充电技术对比。