一文看懂小米“隔空充電”技術(shù)

無線充電都“OUT”了？

60W、80W、120W、200W… 在手機(jī)充電領(lǐng)域，速度一直是各家廠商的共同追求！

可是，光有速度已經(jīng)滿足不了廣大人民群眾的“精神需求”了。比如，躺著玩手機(jī)、蹲坑時(shí)玩手機(jī)呢？除了速度，方便也很重要！

真正便利的東西來了！今天一早，小米官宣了“隔空充電”技術(shù)。不需要放在充電座上，一進(jìn)屋就能給手機(jī)“自動(dòng)”且“無線”充上電。

真·無線充來了

今天極果君就來帶著各位看看這最新“黑科技”到底是怎么回事，還有，安全嗎……？

屋里放一臺(tái)，全屋都能充

小米隔空充電的技術(shù)核心在于空間定位和隔空能量傳輸。

隔空充電樁擁有5根相位干涉天線，可以對(duì)手機(jī)進(jìn)行毫秒級(jí)空間定位，精準(zhǔn)探測(cè)手機(jī)位置，走路時(shí)也無懼?jǐn)噙B！

隔空充電樁還內(nèi)置了144個(gè)天線構(gòu)成的相位控制陣列，通過波束成形將毫米波定向發(fā)射給目標(biāo)手機(jī)。

這項(xiàng)技術(shù)往大了說，甚至可以參考055驅(qū)逐艦的四面相控陣?yán)走_(dá)——除了接收端不同，隔空充電的接收端不在其（發(fā)射端）本身，而是在手機(jī)端。

為此，小米自研了小型化的天線陣列，將信標(biāo)天線和接收天線陣列塞進(jìn)了內(nèi)部空間寸土寸金的小米手機(jī)內(nèi)部。

信標(biāo)天線負(fù)責(zé)廣播位置信息，14根天線組成接收天線陣列，將充電樁發(fā)射的毫米波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)了5瓦的遠(yuǎn)距離（數(shù)米內(nèi)）隔空充電，科技感滿滿。

此外，小米還做到了多設(shè)備同時(shí)充電（每臺(tái)設(shè)備都有5瓦），就算有異物遮擋也不會(huì)降低充電效率，環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)。

就在小米公布隔空充電技術(shù)的同一天，聯(lián)想旗下的Motorola也放出了隔空充電的解決方案。

Moto的方案同樣支持遠(yuǎn)距離無線充電，也支持多設(shè)備同時(shí)充電。但Moto方案目前最遠(yuǎn)只展示了1m距離的傳輸范圍，存在手掌等阻擋物時(shí)還會(huì)斷開充電，顯然距離小米的“空氣充”還有一定距離。

除了前面兩家拿出了具體方案外，極果君還在專利局官網(wǎng)翻到了華為曾經(jīng)公布的一項(xiàng)隔空充電專利：“一種具有保護(hù)功能的遠(yuǎn)距離激光自動(dòng)充電系統(tǒng)”。

盡管專利描述極其敷衍，但還是看得出方案原理與小米和Moto都有較大差別的，可惜至今沒有成品出現(xiàn)在大眾面前。

三大技術(shù)實(shí)現(xiàn)“空氣充”

無線供電雖然是近年來才被廣泛應(yīng)用，但其實(shí)早在1893年的芝加哥世博會(huì)上，尼古拉·特斯拉就可以在不用導(dǎo)線的情況下，點(diǎn)亮一顆燈泡。

100多年過去了，現(xiàn)在有了更多無線傳輸電能的方法，從主流來看，大致有三種。第一種就是磁感應(yīng)式，這種方式廣泛應(yīng)用于各種無線充電設(shè)備（如手機(jī)、電動(dòng)牙刷等）。

它的原理類似于分離式變壓器，先將電能轉(zhuǎn)化為磁能，再轉(zhuǎn)換回電能，完成電力傳輸。在應(yīng)用于小功率設(shè)備時(shí)具有較高的安全性，且充電效率高。

第二種則是微波輻射式。這種方式的原理是將電能通過天線轉(zhuǎn)換成電磁波，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離發(fā)射。這種方式具有傳輸距離遠(yuǎn)、功率大的特點(diǎn)，在2008年的一次實(shí)驗(yàn)中，使用2.4 GHz的微波成功給遠(yuǎn)在148公里外的接收設(shè)備完成了大功率供電。但這項(xiàng)技術(shù)的問題是傳輸效率非常低，輻射大，對(duì)人體的影響大。

不過 Ossia 公司的 Cota 技術(shù)要更為先進(jìn)一點(diǎn)，他們雖然利用了該技術(shù)，但他們可以通過 Wi-Fi 確定屋內(nèi)電子設(shè)備的位置，利用無線射頻天線為電子設(shè)備精準(zhǔn)的充電，也符合安全標(biāo)準(zhǔn)，不過發(fā)射功率僅為1W。

第三種方式則是非輻射共振磁耦合式。這是這三項(xiàng)技術(shù)中最新的一項(xiàng)。是麻省理工學(xué)院在2007年發(fā)明的一種新方法，其原理是利用兩個(gè)及以上的振動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)他們具有相同頻率、且耦合度達(dá)到最強(qiáng)時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)無線電力傳輸。

并且，通過研究發(fā)現(xiàn)，這種方式的傳播距離可達(dá)數(shù)米，且傳輸效率高、方向性不嚴(yán)格。最重要的是安全性高，輻射量在安全范圍內(nèi)。

不過最開始，這種技術(shù)很難給屋子里的各種小型設(shè)備安全、高效地充電。但經(jīng)過兩次改良，已經(jīng)有了較大進(jìn)步。第一次是由迪士尼研究院（沒錯(cuò)，就是那個(gè)妙妙屋的迪士尼）進(jìn)行了改良，他們利用“準(zhǔn)靜態(tài)腔體共振”（QSCR）技術(shù)，可以為屋里的各種小型電子設(shè)備供電。

但這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)也很麻煩，需要在屋內(nèi)放置一根巨大的“導(dǎo)體棒”，同時(shí)對(duì)墻體也有要求?？傊谖輧?nèi)形成磁場(chǎng)才行。

第二次則是由東京大學(xué)進(jìn)行了改良，在迪士尼研究院的基礎(chǔ)上發(fā)明了“多態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)墻體共振”（Multimode QSCR）技術(shù)。這套設(shè)備可以提供數(shù)十瓦的電力，足夠一些小型設(shè)備使用，并且在屋內(nèi)幾乎無死角。

這項(xiàng)技術(shù)雖然免去了在屋內(nèi)設(shè)置巨大的金屬棒，但還是需要金屬墻壁以及在墻壁中放置電容，才能讓共振送電設(shè)備低損耗的完成工作。

不過，問題仍然還是很多的，比如受電裝置都需要一個(gè)大大的線圈才行……因此這項(xiàng)技術(shù)還有很多難點(diǎn)等待去攻克。

從小米發(fā)布的視頻來看，它利用的技術(shù)類似于第二種——微波輻射式，但不同的是，它發(fā)射的是毫米波。因此，它也可能使用了更加先進(jìn)的新技術(shù)。不過無論是哪種，如果可以像視頻中那樣運(yùn)作，都是新突破。但安全性上如何呢？

“空氣充”危害大？

「隔空充電」雖然方便，但更多人擔(dān)心的還是使用安全問題——它會(huì)對(duì)人體有害嗎？

畢竟，“手機(jī)到底能不能放在床頭充電？” 這件事，都還是爭(zhēng)論不斷……。

而「隔空充電」就意味著整個(gè)屋子都充滿了“輻射”？尤其是冬天身上有靜電時(shí)，這還不被“電死”？

但 OPPO VOOC 閃充首席科學(xué)家張加亮此前就說過，“隔空充電甚至遠(yuǎn)距離無線充電在技術(shù)上已經(jīng)沒有障礙，在產(chǎn)品化時(shí)，它有法律法規(guī)的要求，有設(shè)備安全人身安全的要求。”。

不過，由于這還是一項(xiàng)新技術(shù)，目前也還有沒相應(yīng)的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。極果君仔細(xì)看了小米這項(xiàng)「隔空充電」技術(shù)，它并沒有公布隔空充電樁的發(fā)射功率、頻率大小，也就不能直接判斷“有沒有害”。值得一提的是，工信部于2019年11月發(fā)布了《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備相關(guān)公告》，提出了所有微功率無線電設(shè)備發(fā)射要求，包括設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景，以及發(fā)射頻率、距離、功率等等。

其中，使用頻率最高的設(shè)備，達(dá)到了702.0-798.0MHz，相應(yīng)的發(fā)射功率是≤50mW。而小米「隔空充電」使用的是毫米波信號(hào)傳輸（通常認(rèn)為毫米波頻率范圍為26.5~300GHz）， 對(duì)比一下，看來小米隔空充電樁的發(fā)射功率不會(huì)低。

當(dāng)然，小米隔空充電器要上市，一定得符合國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)才行！不得不提的是，使用心臟起搏器等醫(yī)療設(shè)備的用戶，還是需要格外注意。

隔空充電，不僅僅是方便

極果君記得，OPPO去年4月1號(hào)就發(fā)布了相同的「隔空充電」技術(shù)，不過只是個(gè)愚人節(jié)玩笑。

但這回小米是動(dòng)了真格。官方稱，其「隔空充電」技術(shù)還可為智能手表、手環(huán)等穿戴設(shè)備隔空充電；甚至音箱、臺(tái)燈等小型智能家居產(chǎn)品，都可以實(shí)現(xiàn)無線供電，徹底擺脫電線束縛，真正實(shí)現(xiàn)客廳無線化。目前還只是停留在“概念階段”，要摸到實(shí)際產(chǎn)品估計(jì)得等上幾年……。但極果君已經(jīng)開始期待了！

“隔空充電”這種高科技，還能做些什么？部分人在體內(nèi)植入的醫(yī)療設(shè)備需要更換電池，有了隔空充電，他們就不用了取出設(shè)備就可以充電。在道路下方鋪設(shè)充電設(shè)備，讓電動(dòng)汽車“一直有電”的研究，各國也在持續(xù)。這項(xiàng)新技術(shù)，為我們能帶來的遠(yuǎn)不止“方便”這么簡(jiǎn)單。
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