深度：揭秘小米隔空充电背后技术，辐射怕不怕

今天，小米首发了移动端的隔空充电技术，手机无需放在充电板上，拿着玩游戏、躺在床上刷网页的时候都可以充电。

摩托罗拉也在今天一大早抢在小米前一个多小时展示了自家的隔空充电技术，其充电发射器更加小巧。

2017年iPhone X刚刚发布时，手机无线充电功率仅为7.5W，仅仅三年多过去，小米在去年10月将手机无线充电功率推升至80W。

目前华为、OPPO量产的无线充电功率在40W左右，小米为50W，在无线充电功率达到了有线充电水平之后，隔空充电这种“真无线”充电方式可能将成为了下一个技术突破口。

其实无线充电技术原理最早被证实可行是在2007年麻省理工学院的实验室里，研究员利用铜制线圈作为电磁共振器，实现了无线电力传导。

但直到10年后，苹果才将技术落地在了手机里，可见无线充电技术实现商用量产，其难度之大。而更进一步的隔空充电，概念提出也有七到八年的时间。

为什么今天摩托罗拉、小米接连发布隔空充电技术，隔空充电技术应用与手机的背后，究竟需要突破哪些技术难题，隔空充电领域有哪些行业“老炮”？隔空充电技术，又是否会成为无线充电产业的下一个里程碑？

一、无线射频技术是未来，“效率高、充的准”是关键

其实无线充电技术主要分为三个大类，电磁感应技术、电磁共振技术和无线射频技术。

现在我们最常见的，苹果、三星、华米OV等厂商都在使用的无线充电技术就是电磁感应技术，主要通过电磁线圈进行能量转换和传递。

比如各类无线充电板、无线充电底座，使用的都是这种技术，而我们熟知的Qi标准就是建立在该技术之上。

当然，电磁感应技术发展至今已经比较成熟了，它最大的特点之一就是充电效率高，转换率通常在80%左右，而它的弊端也很明显，就是手机必须要和充电板紧贴在一起，自由充电距离几乎为零。

电磁共振技术在充电距离上比电磁感应稍进一步，可以允许10cm左右的无线充电，但是充电效率相对较低，转换率在70%左右。

目前市面上有一些充电板，允许用户固定在办公桌的底部，手机放在桌面上就可以充电，其利用的就是电磁共振技术。

而今天我们看到小米发布的隔空充电技术，就是一种无线射频技术，这类技术的原理就是把空间电场作为能量传输的媒介，这样一来在充电距离上能够有显著的突破，充电方式也可以变得更加灵活。

▲小米隔空充电方案

小米这套无线充电系统由144根天线组成，可以将能量通过毫米波极窄波束的形式传递给手机，手机端通过微型信标天线接收，可以在半径数米的空间内，实现功率为5W的远距离无线充电。

摩托罗拉的隔空充电方案中，发射器的体积更加小巧，大约跟常见的无线充电底座大小相当，并且可以同时给多部设备充电。不过，摩托罗拉并没有公布其隔空充电方案的具体功率。

▲左：摩托罗拉隔空充电发射器，右：摩托罗拉隔空充电方案展示

电磁感应和电磁共振两种无线充电技术其实并非“真正无线”，仍然需要设备与充电底座保持较近距离，而无线射频技术无疑成为未来突破这一限制的主要技术实现路径。

当然，隔空充电的问题也很明显，就是充电效率比较低。在无线充电技术路线的选择上，颇有些“鱼和熊掌不可兼得”的意味。

但是，手机用电快，电池容量大，给手机充电，最关键的、对体验影响最大的因素，一定是充电速度，充电速度由功率决定，充电效率低，无疑成为了拦在隔空充电和手机之间最主要的障碍之一。

另外，给手机隔空充电的另一大挑战，就是手机可能会处于不断移动的状态，因此对于手机的准确定位就变得十分关键。更准确的定位，也可以对充电效率有明显提升，避免能量浪费。

在智东西与小米快充团队工程师王彦腾的深入交流中，他认同隔空充电发射端频率、功率的相关技术，以及对被充设备精确定位的相关技术，是非常重要的两点。

不过他特别说道，这两点固然重要，但是这其中有非常多的子项，每一项都在技术上充满了挑战。

二、毫米波也能玩充电，行业“大佬”仍然美日企居多

文章来源：《辐射研究与辐射工艺学报》 网址: http://www.fsyjyfsgyxb.cn/zonghexinwen/2021/0304/521.html