手机快充只是折衷之举，远程无线充电已经有了这些解决方案

当我们谈到无线充电的时候，第一反应是苹果最近新发布的iPhone全系列搭载了无线充电功能，支持Qi无线充电协议(详见钛媒体文章《iPhoneX华丽蜕变：我们溯源了一下这些黑科技的演变史》，有关于无线充电协议的介绍)。尽管新iPhone依然附赠的是5V1A的慢充头，但事实上iPhone已经支持5V2A的快速充了。在实际使用中，很多用户一定使用过iPad充电头给手机充电充电速度要比原装充电器快上不少。在今年新的iPadPro发布的时候，其实就已经宣布了iPadPro支持更高功率的电流输入。iPhone祖传的1A充电器在苹果官网中，也附注到iPhone8能在半小时内充满一半的电前提是使用苹果的29W以上的充电器。由于iPhone8在外观设计上并无太大改观，其电池容量也不会有太大波动。以去年的iPhone7为例，其电池容量为1960mAh，相当于半小时充入了980mAh的电量。这个成绩相较于一众安卓手机而言，实在是惨不忍睹。在安卓阵营里，以搭载Dash闪充技术的一加手机5为例，半小时内能充入60%左右的电量(一加手机5电池容量为3300mAh)，即半小时内几乎能充满一台iPhone7。为何同样是快充差距如此之大呢?这就需要从不同芯片厂商的解决方案说起了。QC并不是快充的唯一方案细心的读者在使用移动电源的时候会发现，大部分移动电源是无法给蓝牙耳机充电的。因为蓝牙耳机自身电池容量比较小，在充电的时候所需要的电流相对较小，所以市面上大部分移动电源是无法为之持续输出电流的。而现在的蓝牙耳机也可以接上任何充电头进行充电。这一切都离不开IC芯片(电源管理芯片)的功劳。它主要用于控制设备输入或者输出电流的大小，以确保输入的电流不至于毁坏电子设备。QuickCharge2.0就已经提升很多充电速度有了这颗芯片作为基础，芯片厂商如高通、联发科设计出了属于自己的快充技术。提升手机的充电效率的方案无非是两种，提高电流或者提高电压。使用过高通手机的用户对于QC(QuickCharge)技术都不陌生，这一技术方案是高电压派的代表。截止到目前，QC技术已经迭代至QC4.0了。QC1.0时代：电压电流提升到5V2A，相比老的传统充电器，充电时间缩短40%;QC2.0时代：QC2.0划时代的改变了充电电压，从保持了多年的常规的5V提升至9V/12V/20V，与QC1.0保持相同2A电流下实现了18W大功率电力传输，并且线材不需要特殊处理旧有线材都能够通用;QC3.0时代：在QC2.09V/12V两档电压基础上，进一步细分电压档，采用独特的INOV算法，以200mV为一档设定电压，最低可下探至3.6V最高电压20V，并且向下兼容QC2.0。由于全面使用了Type-c接口取代原来的MicroUSB接口，最大电流也提升到了3A，因为电压更低所以效率提升最高达38%，充电速度提升27%，发热降低45%;QC4.0时代：提升功率至28W，并且加入USBPD支持。取消了12V电压档，5V最大可输出5.6A，9V最大可输出3A，并且电压档继续细分。MTK(联发科)的PumpExpress技术与高通QC2.0虽在实现方式上有所不同，却有异曲同工之妙。高通QC2.0是通过USB端口的D+和D-来个信号实现调压，而联发科的PumpExpress快充技术，是通过USB端口的VBUS来向充电器通讯并申请相应的输出电压的。QC2.0是通过配置D+和D-电压的方式来通讯，PumpExpress是通过VBUS上的电流脉冲来通讯，但最终的目的是提升充电器的电压到5V，7V，9V。联发科PumpExpress3.0是全球首款采用了USBType-C接口直接充电的快充方案，电源的电流直接传送至电池，省去了普通快充方案所需的充电线路，这样做将直接降低手机充电时的温度，联发科官方消息称，PumpExpress3.0比PumpExpress2.0的功率减少50%。VOOC闪充有高电压方案，自然有高电流方案。这一方案出自我们熟悉的充电五分钟，通话两小时的OPPO，也就是上文提到的VOOC闪充技术(一加上使用的Dash闪充技术本质上也是源于VOOC闪充)，充电时适配器的输出电流能达到5A。与上述两家方案不同的是，VOOC闪充技术将充电控制电路移植到了适配器端，也就是将最大的发热源移植到了适配器。这样控制电路在适配器，而被充电的电池在手机端，充电时手机发热得以很好的解决。为了更好的对充电流程进行控制(比如控制电路需要实时监测电池电压、温度等)，OPPO特别在适配器端加入了智能控制芯片MCU，适配器端实现了充电控制电路，智能控制充电的整个流程。在实际使用过程中，由于最大的发热源被转移到了适配器上，所以手机机身的整体温度要比以上两种方案低很多。这一点尤其是在使用手机进行游戏的时候，对于体验影响十分显著手机游戏是发热大户，在这种情况下，为了让手机温度维持在一定可控范围内，电源管理系统会降低充电器输入功率，手机充电速度。而使用VOOC闪充技术则有效地规避了这一点，但它付出的代价是必须使用配套的充电器和充电线，否则无法达到快充所要求的输入电流。这意味着，采用该技术的手机基本告别了移动电源快充了。苹果无线充电枕而新一代iPhone的快充技术，从技术参数上来看，它应该采取的是高电压的充电技术(29W充电器的输出电压能达到14.5V，输入电流为2A)。按适配器输出功率而言，其充电效率应该远高于半小时充满50%。由此我们可以推断iPhone8输入功率可能仅有5V2A左右，与初代QC方案相近实际上，iPhone7就已经支持10W左右快速充电。至于为什么在实际宣传中并没有提及这一功能，钛媒体猜想是因为iPhone的充电速度相较于其他的手机不值得一晒。在这种情况下iPhone祖传的5V1A充电器实在是一个笑话。无线充电时代终于来临了吗?无线充电技术不算是新技术，不仅是手机，还有电动牙刷，剃须刀等等。不过，这里所谓的无线充电更多指的是无需将线缆插入到设备中，而非很多人想象中的拿着手机就能充电。这是其充电原理所限制的：电流通过线圈，线圈产生磁场，对附近线圈产生感应电动势，产生电流。囿于技术的限制，同时为了达到较高的充电效率和相对较低的发热量，用电器必须将接收器以特定的姿态贴近充电适配器，否则无法实现充电。虽然免去了我们找充电线的痛苦，但我们的手机依然被捆绑在充电适配器上。如果要想真正摆脱电源适配器，那么我们也许需要换个思路，比如我们可以利用电磁波：AirVolt无线充(已经可以购买)AirVolt由TechNovator公司开发，需要充电时只要将接收器插进手机，再将充电头插上插座就能进行远程无线充电。最佳充电距离是9米之内，而最远距离可达12米。AirVolt充电头通电后可以将电能转化为电磁波，接收器获取后会将电磁波又转化为电能为手机充电。目前这一款产品已经上市，相较于现有的方案，其优势在于可充电范围大，但充电效率只有线缆充电的38%。或者我们可以使用超声波：一家名叫uBeam的公司发明了一种全新的无线充电模式，可以利用超声波将电力隔空输送到15英尺(约合4.6米)外的地方。有了这样的产品，只要使用专用的无线充电套，你就可以在充电的同时拿着手机在屋里走动。利用超声波充电的uBeamuBeam已获得170万美元的种子轮融资，其投资人包括YahooCEOMarissaMayer、FoundersFund以及AndreessenHorowitz等。该公司已经申请了18项与无线充电和超声波有关的专利。甚至是利用太阳能：微软研究院已经制定出了一个潜在的解决方案：AutoCharge。微软研究人员们描述AutoCharge是一种自动定位桌子上的智能手机，并为它们充电的技术。他们制造的原型充电器可以被安装在天花板上，有两个工作模块：一个监测模块，其采用的是微软的Kinect摄像头，可以扫描像智能手机样子的物体;另一个是充电模式，采用了UltraFireCREEXM-LT6来聚焦LED光线。AutoCharge系统采用了基于图像处理来监测和追踪桌上的智能手机，并自动为智能手机充电。充电器会不断地旋转，直到它检测到一个看起来像智能手机的物体，之后将使用太阳能发电技术所产生的光束为智能手机远程充电。AutoCharge原理无论是采用哪种解决方案，目前面临的最大问题在于如何在保证安全的情况下，保证充电效率。为了脱离电源适配器，这些新兴技术在寻找充电设备的过程中，耗费了大量的能量，这才导致了较低的充电效率。如果提高充电功率，那么发热量以及安全性又会出现问题，同时也会造成巨大的能源浪费。得到最广泛应用的Qi标准的无线充电，虽然不能让手机完全脱离充电板，但充电转换率已经达到了80%左右。仅需一张贴片，你的iPhone也能无线充电而上述方案中有些已经有成型的产品了，还有一些尚处于实验室阶段。如果要这一种技术应用到手机上来，需要考虑的因素有很多，比如体积和成本。当然，解决了这些问题之后，这个新技术会被运用在更大的用电设备上，比如电视，空调，甚至是电动汽车。快充方案本质上而言，还是电池技术无法实现突破的无奈之举。在保证电池容量最大化的时候，还要尽可能保证安全性，无线充电如果不仅仅是让用户摆脱线缆束缚，而是让手机能实现中距离充电，并且效率不至于太差。那么各种无线充电设施就能像加油站一样无处不在，这对于任何电子设备而言都是极具意义的事情。在新一轮能源革命出现之前，安全而高效的无线充电技术或许才是各种电子设备最大的救星。

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