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蘋果加入WPC,無線充電也許真的要來了

蘋果加入WPC,無線充電也許真的要來了

2月13日,在沉浸在戰爭許久以後終於爆發出了一個大事件:蘋果正式加入WPC。

WPC,全稱Wireless Power Consortium,即無線充電聯盟,成立於2008年12月17日,其使命是為了創造和促進市場廣泛採用與所有可再充電電子設備兼容的國際無線充電標準Qi,其主要成員包括LG、HTC、高通等著名企業。蘋果正式加入WPC事件,最激動的莫過於從事Qi標準無線充電技術研發的工作者們,紛紛表示與蘋果英雄所見略同,而無線充電的好戲才剛剛開始。

蘋果加入WPC這一舉動無疑是在無線充電平靜的湖面上投了一顆石子,引起一陣波瀾,但不至於有炸彈那麼大的威力。

我們來看看蘋果這幾年與無線充電的一些糾葛。

最早傳聞開始有無線充電功能的蘋果產品,是在2014年發布的iphone6系列機型,當時的Qi標準無線充電設備已經被Nokia等手機產商應用到手機上,但是並沒有引起太大的波瀾。甚至已經有人預測蘋果在iphone6上加入的無線充電將是磁共振無線充電技術的無線充電(雖然在當時磁共振無線充電的概念只是才剛被提及),然而在發現蘋果並沒有在iphone6上加入無線充電功能,而是在智能手錶上加入磁感應無線充電時內心是崩潰的。

這就是蘋果在無線充電上的首次嘗試,不是其主要業務,而是次要的智能手錶上,不是不想用,而是對於像Qi標準的磁感應無線充電技術,蘋果心理是沒有底的;在時隔2年之後,對於現行的無線充電技術,蘋果更是不感興趣。蘋果高管Phil Schille曾經表示,要在充電器和手機之間再增加一個充電裝置其實是更加複雜。那麼,為什麼蘋果還要加入WPC呢?

這或許只是一個蘋果將會在無線充電有大動作的暗示,就像蘋果之前加入NFC forum一樣,代表著要真正開始涉足這項內容了。

其實這一暗示,早就出現在去年發布的iphone7上,AirPods的耳機宣傳視頻中寫道:

我們相信,未來將是一個無線的世界;各種設備間的連接也將是自然而然的;這個信念,促使我們設計出這款新的無線AirPods。

從中獲取的最大的信息,就是無線,擺脫有線的束縛

而這一理念也融入到了蘋果的其他產品裡面,新的MacBook Pro砍掉了各種介面,只保留了整合充電、usb、視頻輸出於一身的Thunderbolt 3介面;新的Mac book更是非常激進的整個機身只有兩個介面,一個留給耳機,一個留給其他。

變化的是蘋果採用的黑科技,不變的是「 one is all 」的宗旨。

目前主流的無線充電技術研究

第一種Qi標準的無線充電,也就是磁感應技術無線充電,該技術無線充電技術原理及我們在高中物理中學過的法拉第電池感應定律,通過導體切割磁場會產生電動勢,有兩個線圈組成,在初級線圈上接入交流電時產生磁場,次級線圈由於有交變磁場的存在而感應出交變的電流,最常見的應用就是我們生活中的變壓器。

第二種是磁共振無線充電,也就是用諧振器件是發射端和接收端達到相同的頻率,達到磁場共振,滿足能量交換,其威力在高中物理課本中的軍隊齊步過橋把橋震斷的案例中有所體會。

第三種可能也是大家真正想要看到的技術,射頻技術,不管是國內還是國外出現這樣的技術都非常的吸引人眼球,這大概就是夢寐以求的無線充電。這種技術是利用空間電場作為媒介,把能量發射板和接收器看成電容的兩個極板。在交流電場的作用下,電容的兩個極板會有交變電流流過,這樣就實現了電能的無線傳遞。

3種技術都有其自身的優缺點:

磁感應技術,優點為充電效率高(手機充電效率在80%以上),缺點是充電距離短,需要緊貼著發射板充電,並且在充電時需要對準才能充電,代表有三星、諾基亞、索尼等;

磁共振技術,相對於磁感應技術來說充電距離遠(手機充電轉換率目前能達到7cm),充電面積大,且可以隨放隨充,缺點則是充電效率略低,目前最高為70%左右,代錶廠家有高通、Witricity、微鵝;

射頻技術,前面有提到最大的優點就是充電距離遠,但是其缺點也非常明顯。其一為輻射,其二為轉換效率非常低下。

當然像路由器那般微小的輻射,從小吃地溝油的強大的人民群眾當然不怕,但是如果是2000個這樣的路由器呢?據了解,一個路由器正常待機是輻射瞬間最大值為0.2瓦/平方米,2000個就是400瓦/平方米,國家規定家電輻射不能超過0.4瓦/平方米,超標準量1000倍的輻射值,想要投產不難,但是有多少人敢用呢?

另外所謂轉換效率,就是電源的輸入功率與輸出功率的比值:即電源轉換效率=電源為主機提供的即時輸出功率/輸入電源的即時功率×100%。在2016年舉辦的國務院政策例行吹風會中介紹了《消費品標準和質量提升規劃》,目前在家用電器、照明電器、紡織品、服裝、傢具、玩具、鞋類產品、鐘錶、紙質品、洗滌用品等主要行業,國際標準的轉化率基本都超過了80%,而該技術目前的轉換效率在30%左右,差距頗大,任重而道遠。

一般狀態下如何挑選最優解?

在出現這樣的情況是,數學上最常規的方法則是用線性規劃來解決這個問題;距離、輻射、轉換效率作為一個分別為x(x≧0)、y(y≧0)、z(0<z<1),用戶的滿意度假設為Q,而每一個變數之間存在一個關係,假設構成方程組(其中a、b、c、d、e、f為實數)

最後由於a、b、c、d、e、f的不同值,Q=dx∧2+ey+fz能得到的曲線大致是這樣的,不管如何變化Q總是有1個或者2個最大值。

在均衡距離、輻射、換轉效率方面得到一個用戶體驗的最大值,而作為這種方案的磁共振無線充電,就是符合該中解法的最優解。

該技術手機無線充電以目前的環境條件則是在距離x=50mm、輻射y=0、轉換效率z=70%時,得到了用戶體驗Q的最大值,當然針對不同的產品由於影響因素的不同,用戶體驗值取得最大點時的最優條件在一定區間內會有變動,但不變的是就輻射值上肯定是0,這是技術本身決定的。

這就比如到了午餐時間,你今天特想吃頓老北京炸醬麵,最好吃的在北京,但是你住在上海,家門口有一家但是巨難吃,在離家乘車半小時的地方有家味道還正宗的,商家還表示願意配送的,而選擇這家,就是這頓午餐的最優解。

以這種方式判定,蘋果最應該選擇的就是磁共振無線充電技術,否則這麼多年的堅持,如果最終還是使用磁感應技術的無線充電,那不只對不起一直陪伴堅持的果粉,喬布斯的宗旨是被徹底忘得一乾二淨。

當然,雖然在實際的生活中判定大同小異,但是考慮的因素更加多種多樣。蘋果是選擇WPC還是A4WP很重要,但是這並不具有強爭議性。不管是磁共振還是磁感應,蘋果都已經開啟了測試線,而在實際考量選擇哪種技術方式時,除了技術本身的優勢外,還有其穩定性、成本等方面的考量。

穩定性,是否在使用過程中不會出現不能充電的問題,甚至是發生的三星Note7系列比較嚴重的爆炸問題;

成本方面,據Canaccord Genuity報告顯示,蘋果在2016年第四季度,手機銷量約佔全球份額的18%,但是獲得利潤卻占整個產業的92%。而鎚子科技老羅也三番五次在採訪中懟蘋果手機成本只有1700但是售價卻在5000+的問題。當然,蘋果和所有的手機廠商一樣希望通過最低的成本來獲得最高的收益,而一直以來蘋果在保證其品控良好的情況下,採用的物料是以盡量能夠低的標準,保證其在成本與收益的最下比值。

理論上高頻磁共振技術是最優方案,但是該技術目前尚在試用階段,穩定性以及成本把控方面優勢不足。按照蘋果一貫保守的風格來說(畢竟和三星對比,這幾年都沒有什麼大動作),下一代的iphone上要使用中遠距離的無線充電幾乎沒什麼可能,雖然就目前的供應鏈證據來說加入無線充電功能十之八九。(本文後發鈦媒體)

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