智能手機、電子書閱讀器和平板電腦等眾多移動設備都需要定期插到電源插座上補充電量。大部分智能手機電池的續航時間都很少能超過一天，所以帶來了頻繁充電這個讓人煩惱的后勤問題。相信因為手機沒電而耽誤事的情況每個人都遇到過。如果電池技術和移動設備的耗電情況沒有突破性進展的話，那么有沒有一種解決方案至少可以讓充電這件事變簡單呢？理想的情況是，只要把手機放在一個設備上就可以充電，像電動牙刷的無線充電盤一樣。但是與牙刷相比，移動設備需要在更短的時間內傳輸更多的電能。

目前，有超過100家重要的科技公司，包括索尼和松下等都加入了一個名叫無線充電聯盟（WPC）的組織，該聯盟的目標是制定一個統一的無線充電標準Qi（發音同“氣”，該標準由香港ConvenientPower公司推動建立）。WPC聯盟的第一個無線充電標準是2010年通過的，但后續的進展緩慢。美國通信運營商Verizon自2011年中期以來，僅為一小部分手機上提供了無線充電版本，包括三星的Galaxy設備在內都使用的是更換無線充電后殼的方式。但是今年，情況就完全會是另一番模樣，諾基亞的新旗艦手機Lumia 920采用了無線充電技術（Lumia 820也可以通過換殼來得到無線充電功能），并且諾基亞還同時發布了無線充電枕頭和無線充電音響等配件，而且Google的第四代旗艦手機Nexus 4也內置了Qi無線充電技術。

快速充電

目前Qi標準最大支持5W的負荷。平板電腦需要幾個小時才能完成充電，而電池容量在2 000mAh左右的智能手機充電則需要2h~3h。Qi標準并沒有指定能量傳送的具體方案，但目前主要是通過磁感應來實現能量轉移。發射器和接收器上都配備了線圈，發射器線圈通電后交變電流會產生一個交變磁場，然后接收器的線圈通過感應產生電壓，從而為移動設備充電。

為了提高能量傳遞的效率，發射線圈的磁場要盡可能與接收線圈匹配，所以不同直徑的線圈，在發射器和接收器之間存在一個最佳傳輸距離。Qi標準中規定的發射線圈尺寸大約在30mm~80mm之間。匹配的距離約為發射器線圈直徑的1/10，這意味著兩個設備必須靠近。因為如果距離增大，能量轉移的效率就會明顯降低，從超過70%降低到不到10%。為了使信號傳輸達到最佳狀態，線圈不僅要彼此接近，而且角度也要十分理想，為了確保移動設備位于發射器線圈的中心，充電設備通常會配備磁鐵來進行精確定位。

磁場間的通信

除了能量，兩個磁場之間還需要發送數據。將移動設備放置到充電板上時，發射器和接收器之間就會通信。發射器每400ms發射一個脈沖，如果電壓保持不變，就不會傳遞能量。如果電壓下降則意味著有Qi標準的接收器存在。之后，發射器會發射一個更強的脈沖喚醒接收器。此時脈沖的作用相當于一個能量轉讓協議，它告訴發射器現在的接收器需要多大的電量以及以什么樣的頻率傳遞能量波等信息。然后在傳輸階段每32ms發射一個脈沖，保證可以及時修復控制器模塊發射出的錯誤數據包。如果電池充滿了電，接收器就會發射一個“結束功率傳輸”的包，然后發射器將停止能量傳遞。

2012年4月，WPC推出了Qi標準的擴展版本1.1，使廠商能夠生產更強大的充電站，而不是簡單的基礎版本。新版本支持采用多線圈模型的發射器，移動設備只要在充電板上即可對準線圈接收能量。此外，充電站也支持多個不同的移動設備同時充電。這樣的話，接收器制造商可以在很大程度上獲得設計自由度。

1.1版本的Qi標準很有可能被更廣泛地普及，但不會成為大一統的標準。因為不僅蘋果不支持Qi標準，三星和高通也計劃推出自己的無線充電標準，而且英特爾也將在2013年推出支持無線充電的超極本，后兩者的方案在技術原理上都不同于Qi的共振感應技術，因此是否能與Qi標準兼容尚不明確。但是如果英特爾和三星能夠在符合Qi標準的情況下帶來更好的技術，則很有可能統一所有無線充電標準，真正讓無線充電技術的普及取得重大突破。

本文來源：CHIP《新電腦》2013年01期   作者：郝曉茹