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电子设备无线化是科技界和工业界的持续追求，无线充电通过非接触完成电磁能量转化，实现电力传输。无线充电方式多种多样，但如今主流方式是紧耦合感应式与松耦合谐振式两种。
图表 1：无线充电主要方式。
资料**：tdk
近年来全球各大知名电子行业厂商纷纷创建或加入无线充电标准组织，2017 年2 月苹果正式加入无线充电组织之一的wireless power consortium (wpc)，掀起新一轮产业技术路线和标准之争。
wpc 成立于2008 年，以紧耦合感应式无线充电为主要方式，现已成为全球最大的无线充电组织，创建了国际无线充电标准qi，早期参与企业主要有诺基亚、三星、lg 等。
2012 年在powermat 的推动下，成立了power matters alliance (pma)，组织成员同样有google、nxp、星巴克、at&t 等行业巨头，采用紧耦合感应式技术，与wpc 形成直接对抗。在wpc 和pma 争夺无线充电标准路线话语权的同时，行业内的mtk 和power by proxi 等公司成立了a4wp 组织，主推松耦合谐振式无线充电方案，在新的技术领域探求更为广泛的可能性。
而在2015 年以后，pma 与a4wp 合并，目前无线充电已经演变为两大标准组织：wirelesspower consortium (wpc)和air-fuel alliance (afa)。两大组织的充电标准互不兼容，未来是否会演变为赢者通吃或二者持续并存，是值得我们持续关注的问题。
** 1：两大无线充电标准联盟。
资料**：wpc、airfuel，北京欧立信调研中心。
紧耦合感应式方案在无线充电推广初期快速取得了市场认可，然而松耦合谐振式解决方案具备更好的用户体验。通常来讲新技术和产品的应用从初期的用户数量少但是“新鲜感”为主导的市场，逐步突破一些技术里程碑，使得有严苛要求的客户加入进来，同时市场空间逐步扩大。
图表 2：三星手机无线充电器。
资料**：三星官网。
对于目前的无线充电方案，我们不得不承认，充电发射设备仍然需要外接电源连接线，这种带尾巴的充电板真的能够替代usb 线么？从易用性的角度考虑，相比于常规usb 插线，无线充电板并没有明显的优势。理想中的无线充电应该摆脱线的束缚，在家里、在车上、在办公室等日常起居环境下，不刻意的放置手机就能够实现充电，这才是使用者和市场需求的产品。
我们参考mtk 对无线充电的发展规划，好的解决方案在满足用户体验方面，至少应具备以下条件：
1、易于使用：将手机放在充电板上，无须担心摆放位置不准确或者手机振动导致位置偏移；
2、合理的充电速度：设备的无线充电速度至少接近于插线的充电速度；
3、低成本：可以预见的无线充电的成本短期内仍将会高于usb 充电，成本和用户体验的平衡或将是影响技术普及的重要因素；
4、兼容性：由于充电标准的差异，接收端的设备应该满足多种发射端的充电协议；
5、多设备：一个充电器应该实现多个设备如手机、耳机、电脑的同时充电；
6、安全性：满足散热和电磁辐射的安全标准；
7、环境友好：提升充电效率，节能环保。
紧耦合感应式无线充电的确为市场带来了“新鲜感”，但受制于客观的物理学原理，使用仍有诸多不便。从技术路线和产品易用性角度，我们判断，在无线充电市场起步初期，紧耦合感应式无线充电将承担市场开拓者的角色，伴随着市场接受度和客户体验要求提升，松耦合谐振式无线充电将逐步成为行业主流。
pma 组织成员powermat 于2009 年首次推出无线充电产品，wpc 组织成员无线充电产品首次出现于2011 年，两款产品都引起了市场广泛关注。紧耦合感应式无线充电可以用变压器进行类比，变压器具备初级线圈、次级线圈和线圈之间的铁芯。初级线圈的交流电流产生变化的磁场，磁场沿着铁芯到达次级线圈，变化的磁场在次级线圈产生感应电流，实现次级线圈充电，即完成了“电源→初级线圈电流→磁场→次级线圈电流→负载”的能量传递。
图表 3：变压器工作原理。
资料**：tpub
紧耦合感应式无线充电与变压器原理相同，可以看成变压器的简化版，移除铁芯，初级线圈和次级线圈均从三维绕线变成平面绕线。发射端与电源相连，输出频率在100~400khz 的交流电，交流电通过线圈耦合到接收端电路，接收端在充电ic 的调控下实现电能储存。
图表 4：感应式无线充电原理。
资料**：ti
相比于变压器，无线充电系统移除铁芯之后，磁场主要通过空气传递，但是空气的磁导率远远低于铁芯，导致磁场传递效率较低，因此系统要达到合理的整体无线充电效率（在70%以上），初级线圈和次级线圈之间必须非常靠近，尽可能多的将磁场能量传递，而少部分泄露的磁场能量将转化为热能损耗掉。
损耗掉的能量称之为漏电感，如果拉大初级线圈和次级线圈的距离，漏电感将进一步增加，系统的充电效率降低，因此感应式无线充电必须采用近距离紧耦合。同时，发射线圈和接收线圈需要精确定位，采用相对接近的线圈尺寸，在紧贴的条件下才能实现良好的充电效果。
如上所述，紧耦合感应式无线充电的使用条件苛刻，因此为实现准确定位，wpc 的qi 标准提出了三种定位类型：
1、采用磁力对准的定位方式，发射端和接收端都配有磁铁，使用磁铁引力实现定位；
2、采用活动线圈的自由定位，发射端检测到充电对象设备后，通过某一驱动装置将发射线圈移动至该位置进行充电；
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