详解手机无线充电技术的黑历史

自从苹果在iPhone 8和iPhone X系列身上引入无线充电之后，这种可以摆脱充电线束缚的技术就成为了高端智能手机新品的标配。那么，无线充电真的成熟好用吗？现阶段支持该技术的新品又有哪些呢？

追溯无线充电的历史

无线充电并非什么“黑科技”，早在19世纪30现代，名叫迈克尔•法拉的科学家就发现了电磁感应原理，即周围磁场的变化将使电线中产生电流。时至今日，适合智能手机且相对成熟的无线电力传输逐渐衍生出了2种解决方案：

电磁感应式

这是目前业内使用频率最高，普及度最广的无线充电技术方案，其原理是法拉第电池感应定律，即给初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。

落实到手机身上，就是在手机后盖内和无线充电底座内，分别嵌入接收端和发射端专用的线圈（还包括转换和识别、电源管理等芯片），当电能输入到发射端线圈时就会产生一个磁场，磁场感应到接收端的线圈就会产生电流实现了充电的过程。

理论上讲，传输端和接收端内线圈数量越多，面积越大，单位时间无线传输的电力就越多，对二者间距离和位置的要求也越宽松。

优点：成本低，技术成熟，转换效率相对较高

缺点：充电距离太短，需对准接触才能保证效果

磁场共振式

该方案由能量发送装置和能量接收装置组成，当发射端和接收端达到相同的频率时就能产生磁场共振从而满足能量交换，其背后原理与上学时课本中提到的军队集体齐步过桥时，因共振而将大桥震垮的故事有着异曲同工之妙。

和电磁感应式相比，磁场共振式方案的有效传输距离更远（支持数厘米至数米），并且能够实现一对多充电。

磁场共振式属于电磁感应式的“进阶版”，理论上只需要在次级线圈（手机内）增加一个电容构成谐振回路就能与充电底座上固定频率的交流电形成共振，从而实现多设备、较远距离的无线充电。

优点：充电距离远，支持一对多

缺点：同时为多部设备充电会提升发热量、转换效率变低，提升效率则又会产生更大的电磁辐射，对安全不利

现实中，通过电场耦合、谐振、无线电波、射频技术和红外等方式也都可以实现电力的无线迁移，只是它们都存在效率、距离、辐射和安全性方面的问题。

从电动牙刷到智能手机

随着电磁感应式无线充电技术的成熟，最早受益的数码设备就要数电动牙刷了。由于电动牙刷使用时难免与水接触，所以从很早以前就引入了无线充电概念，从而使充电接触点不暴露在外，极大增强了产品的防水性并实现整体水洗。

实际上，智能手机与无线充电技术联姻的时间并没有比电动牙刷晚多少，早在2011年就被夏普旗下的SH-13C手机猎装。

可惜，当年无线充电属于新概念，夏普在行业内的影响力也有限，这种“单打独斗”的形式不可能掀起太大的波澜。

此外，早期无线充电技术的效率并不高，以电动牙刷为例，有些型号仅内置700mAh的电池，充满全部电力却也需要4个小时以上。而智能手机当年的电池容量普遍都在1500mAh以上，谁能忍受超过8小时不间断的充电？

较低的充电效率，可能存在的各种兼容隐患，一直在制约着无线充电技术在智能手机领域大展拳脚，而这一局面直到全球第一个无线充电的国际标准“Qi”出台才有所改善。

背靠联盟好乘凉

2008年12月17日，由飞利浦电子、德州仪器、国家半导体等几大公司携手组建了“无线充电联盟”（Wireless Power Consortium，简称WPC），旨在提升无线充电技术的便捷性和通用性。截止2018年4月30日，无线充电联盟（WPC）会员已增至534家。