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什么是无线充电?它是如何工作的?

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Anonim

无线充电,如许多Android手机使用的Qi充电技术,并不是新技术。 我的松下电动剃须刀多年前使用它,我们大多数人都看过牙刷在摇篮中无线充电。 当然,我们不能忘记Palm以及Touchstone为大众带来无线充电的方式。 现在,尺寸,成本和效率限制都有所缓解,将无线充电放在像Android手机或手表这样的东西更有意义。

我们得到的问题不仅仅是关于无线充电及其工作原理的问题,所以我们花几分钟时间谈谈基础知识。 它是什么,它是如何工作的以及为什么你会在下一次购买Android时想要它。

更多:Galaxy S8最好的无线充电板

什么是无线充电?

无线充电并不神奇 - 你还需要一根电线。 不同之处在于电线连接到充电底座而不是手机,所以你可以将Android放到充电器上,然后就可以开始工作,而无需将任何东西连接到手机上。 充电底座几乎可以是任何形状或尺寸,甚至可以是您的汽车仪表板或宜家灯具的底座。 只要您能够在充电器底部的正确位置获得Android背面的正确位置,它就能正常工作。

工作中,您可以在办公桌上使用无线充电底座。 当您不使用手机时,请将其设置在充电器上。 当您需要使用手机时,请将其取出并收取费用。 无线充电速度不如快速充电快,但它很容易,而且你更有可能用它来保持手机全天(在我们的例子中)。 这就是无线充电的亮点 - 易用性。

无线充电如何工作?

无线充电使用两个谐振电感耦合在两个设备之间传输低功率信号。 这些是专门设计用于传输电力而不像正常的有线连接那样相互接触。 基站通过自己的电源插入墙壁,有一个发射器线圈,你的手机有一个接收器线圈。 基站定期发出信号,当接收器线圈足够接近时,信号中会发生谐振变化(基站改变其振荡幅度 - 振动更快)。 然后调制信号的波形(改变以使电话中的线圈知道正在发送电力)并开始感应充电。

无线充电使用与发电机相同的电学理论:机械能产生电能。

感应充电使用这两个专门设计的电磁线圈在两个设备之间产生磁场。 有一个复杂的过程允许磁场通过电位和振荡的差异产生电力。 振荡是一种定时的重复变化,在电磁线圈的情况下,您可以将其视为振动。

Android设备中的线圈也连接到电池充电电路,电池使用磁场感应的电能充电。

电磁感应真的很酷,基本的是如果你移动导电材料,如线圈或绕组,在磁场的存在下,你会让电子流动。 像汽油发电机这样的东西也通过使用机械能产生EMF(电动势)来“创造”电力。 电磁感应也用于变压器和电流测量装置。

无线充电效率不高,但每次迭代标准都会越来越好。

也会产生过多的热量,这也是为什么无线充电不是从墙壁向电池传输电力的最有效方式的部分原因。 这也是为什么在Qi pad上为手机充电所需的时间比将其插入墙壁所需的时间长。 虽然新方法和材料使用比过去迭代更高的频率和更薄的线圈,但无线充电仍然比通过电线的标准充电更低效且更昂贵。 它将在可预见的未来保持这种状态。

简化:

  • 您的Android和充电器都有特殊的电子线圈。
  • 当两个线圈足够接近时,它们利用磁力在线圈中产生小的振荡(振动),并且由手机内的线圈产生EMF。
  • 此EMF通过手机中的充电电路发送少量电量,并为电池充电。
  • 与插入手机相比,它的成本更高,充电时间也更长,并产生更多的热量,因为这比传统方式连接线的效率低。
  • 法拉第的归纳定律非常棒,麦克斯韦 - 法拉第方程就像数学巧克力:甜美而颓废。 当您使用无线充电时,无线充电也非常棒。

关于Powermat的一个词

Qi不是唯一的无线充电标准。 其他标准如Powermat用于构建无线充电解决方案。 这些使用与Qi不同的标准,但它们背后的科学都是相同的。 Powermat已与AT&T和Starbucks等公司合作,在公共场所提供基站,并使用手机上的特殊外壳或充电模块让您无线充电。 他们还与通用汽车公司合作,并正在努力为车辆带来内置的无线充电基地。

Powermat做了一些非常棒的事情(如果你是电气工程师的话,很棒),有些人认为这是 更好的 标准。 无论如何,齐更为普遍。

虽然相同的基本电学理论适用于Powermat和Qi,但不同的标准意味着它们不兼容。 启用Qi的手机不会在Powermat基座上充电,因为发送和接收的信号不同。 如果您有Powermat设备,您需要确保购买更多Powermat设备以使一切正常。

三星Galaxy手机也有例外,包括Qi和Powermat标准。

为什么我要在下一部手机中进行无线充电?

现在我们有一个被广泛接受的标准 - 我们在这里谈到Qi标准 - 我们必须记住, 任何 Qi充电器都可以与 任何 Qi认证的设备配合使用。 这意味着您购买的充电器,无论是来自亚马逊的6美元中国无品牌单位,还是像三星或Zens这样的品牌,都可以使用您现在使用的设备以及将来购买的任何设备。

你不使用无线充电,因为它“更好”。 你使用它是因为它更方便。 多很多。

将此与便利因素结合起来 - 直到您购买了几个Qi充电器并将它们放在您可能设置手机的地方,您才 真正 理解它是多么方便。 你可能在桌子上,客厅桌上,车上一个,床头柜上有一个Qi充电器。 你的Galaxy S8的电量几乎不会低于50%。 并不是因为Galaxy S8上的电池寿命很长,或者因为Qi充电器工作“更好”,而是因为无论什么时候它不在手,它都在充电。

当然,购买充电底座的初期成本很高,但它们相当便宜 - 大致与墙壁疣和USB线相同。 随着越来越多的手持设备和智能手机向齐标准发展,越来越多的设备将能够充分利用充电器。

无线充电不会使您的手机以任何不同的方式工作,但它可能会改变您使用它的方式。

2017年9月更新:阐明了一些电学理论,并确保了Qi标准的最新版本。