联想小米的隔空充电技术靠谱吗?辐射会不会超标?

天下网商2021-02-02
这就要告别手机充电线了?

编者按:本文来自微信公众号“敲黑板”(ID:qiaoheiban8),作者:张超,36氪经授权发布。

一夜之间,隔空充电技术突然火了。

最近,摩托罗拉和小米相继发布了隔空充电技术,苹果、小米刚刚取消了购机附赠充电头,难道就这么一会儿功夫,告别充电线的日子也要来了?

隔空充电技术是怎么实现的?会影响人体健康吗?

1 联想小米先后公布隔空充电技术 

最先公布隔空充电技术的是联想旗下的摩托罗拉。

1月29日,联想中国区手机业务部总经理陈劲在微博上展示了摩托罗拉手机如何实现隔空充电,且支持多台手机同时充电。

随后,小米董事长雷军也在微博上公布了小米的隔空充电技术,可实现数米半径内多设备5瓦远距离充电。

雷军发布的小米隔空充电技术,只比联想晚一个多小时

从公开信息看,联想和小米的隔空充电技术略有不同。

联想的方案中,充电发射器体积更小巧,几乎与无线充电底座相当,而且用手遮挡后,就会停止充电,不过联想没有公布具体技术参数和细节。

小米则自研了隔空充电桩,而且异物遮挡也不会降低充电效率。

隔空充电桩内有5个相位干涉天线,可以对手机进行毫秒级空间定位,精准探测手机位置。

另外还有144个天线构成的相位控制阵列,通过波束成形,将毫米波定向发射给手机。

在手机端,小米也自研了天线阵列。

其中,信标天线以低功耗在空间场内广播位置信息,14根天线组成的接收天线阵列,负责将充电桩发射的毫米波信号,通过整流电路转化为电能。

目前,联想和小米尚未公布隔空充电技术具体上市时间表。

小米隔空充电支持多种充电方式

联想、小米争前恐后发布隔空充电技术,也是因为智能手机市场竞争日趋激烈,马太效应明显,只有主动掌握核心科技,增加自研比重,才能增强品牌效应,赢得市场份额。

2 隔空充电本质上是无线充电 

然而,隔空充电其实并不是新技术,属于一种无线充电技术。

目前,无线充电主要有近场的电磁感应、磁共振和远场的无线射频三种。

像iPhone、安卓部分机型及无线充电板等手机外设,其实都搭载了紧耦合的电磁感应技术,需要发射器(充电板)和接收器(手机)有物理接触。

而磁共振技术采用谐振器件(电感和电容),使发射端和接收端达到特定频率,从而产生磁场共振,进而传输能量,可以实现一定范围内的隔空充电,从本质上讲,还是一种松耦合的电磁感应技术。

磁共振无线充电原理

2017年,中国科学院网站就刊文介绍,称中科院深圳先进技术院数字所的无线充电创新团队,已经实现基于磁共振的隔空充电。

隔着纸盒也能无线充电

研究团队介绍,磁共振充电距离在半米以内有效,充电效率非常高,在较近距离效率能达90%以上,与有线充电的体验几乎相当。

具体到无线充电设备上,该团队实现了发射线圈10厘米以内都是接收区,手机等充电设备在距离发射线圈10厘米内可以随意拿起、放下并保持充电。

桌下也能充电

如今,市面上一些远距离无线充电器或安装于桌面下的隐藏式无线充电器,就是运用了磁共振技术。

淘宝上远距离无线充电器的宣传

3 隔空充电国外厂商早已有布局 

而联想、小米这类隔空充电技术,则运用到了无线射频技术。

在无线射频领域,除了小米用的毫米波,红外线、蓝牙、WiFi都可以作为隔空充电的载体。

Wi-Charge的隔空充电

2012年成立的以色列公司Wi-Charge,就利用红外线研发隔空充电产品。

Wi-Charge已展示过部分成熟产品。发射器通常安装在天花板或墙上,接收器则安装在手机、平板电脑等移动设备上。

接收器只有手机摄像头模块大小,内有光伏电池,可收集发射器的红外线并转化为电能,给移动设备充电。

发射器可以覆盖最远10米距离或者500平方英尺(约46平方米),工作时会不断扫描寻找接收器,建立连接后就会放大信号充电。

Wi-Charge的接收器和手机

不过,红外线穿透能力有限,如果发射器和接收器之间存在阻挡,比如手机放在包中或口袋中,或者人体阻挡了红外光束,都无法充电。

美国公司Energous则在研发基于WiFi的隔空充电产品。

Energous的宣传图

2015年CES展上,Energous就展示了其Wattup隔空充电技术,可在15英尺(约4.6米)范围内为多台设备隔空充电。

手机等设备需要配备WattUp电池组,发射器通过蓝牙搜寻电池组,再利用WiFi频段传输能量,设备离发射器越近,充电速度越快。

Energous 公司的Wattup隔空充电技术

当时,一台发射器售价300美元,可同时为12台设备充电,最高充电功率可以达到10瓦。

2017年,Energous被爆出与苹果达成某些合作,2019年,Energous公司CEO表示,vivo已成为WattUp无线充电2.0技术的合作公司之一。

4 大功率导致的辐射问题还存疑 

当然,作为普通消费者,我们更关心隔空充电是否安全,会不会产生过量辐射。

联想陈劲在回应“摩托罗拉隔空充电用手遮挡后就会停止充电”一事时也指出,“手挡住充电器会停止充电,是专门为用户健康开发的安全设置,是在功率较大的充电器发射端,检测到人体遮挡时提供的安全保护,这是工程设计的人机保护常识。”

摩托罗拉官方微博也进一步展示视频,显示异物阻挡,并不影响隔空充电,证实了陈劲“人机保护常识”的说法。

不过,由于联想、小米都没有公布隔空充电辐射数据,各方说法也不一样。

摩托罗拉公布的视频

有人认为,目前还没有实验数据表明,毫米波辐射会给人体带来负面影响。

基于其他无线射频技术的隔空充电方案,目前进展也比较顺利。

2017年,Energous公司第一代隔空无线充电发射器WattUp Mid Field,已获美国联邦通讯委员会(FCC)认证,理论上符合辐射暴露值相关要求。

外媒报道,FCC批准了Energous的隔空充电系统

Wi-Charge也宣称旗下产品获得美国和加拿大保险实验室(UL)、美国食品药品监督管理局(FDA)、国际电工委员会(ICE)、美国职业安全与卫生管理局(OSHA)等机构认证,表明Wi-Charge的隔空充电技术,在所有可预见的使用条件下都很安全。

特别是FDA,其本身还负责监管放射性设备,Wi-Charge在网站上宣布“2018年3月获得了FDA认证,可用于远程大功率无线充电,允许在10米范围内对多个设备无缝充电,并批准在美国进行商业销售。”

Wi-Charge网站刊文指出为什么Wi-Charge获得了FDA批准

然而,也有业内人士指出,联想、小米都没有公布具体辐射参数,所以有没有安全风险,必须结合功率来看。

知乎网友“甜草莓”,身份标识为中国计算机学会(CCF)科学普及工作委员会主任助理,北京邮电大学博士,他就认为,小米隔空充电技术存在一些疑问。

比如毫米波信号指向性高,绕射能力弱,如果存在遮挡,必须通过墙体等环境反射电磁波,才能到达终端,会导致信号衰弱。

如果要实现信号不衰减,势必要增加发射功率,而这个发射功率能不能通过电磁辐射标准还不好判断。

通信行业专家项立刚在接受媒体采访时也认为,“较远距离通过充电桩发射无线电波,在家庭环境中,人暴露在无线电辐射中,要保证充电速度,一定得加大功率,很可能对身体有较大影响,这个疑虑不太容易消除。”

虽然辐射问题存疑,但隔空充电技术的出现,还是给了很多人期待,未来可以彻底告别充电器和杂乱的充电线,甚至移动设备可以腾出一部分电池空间,替换更多实用的黑科技硬件。

参考资料:

Dailymail:Forget cables! Xiaomi announces new long-range wireless charger lets you power multiple devices from some 10 FEET away

The Verge:Xiaomi says its ‘Air Charge’ technology works over several meters

The Verge:Energous still isn't delivering truly wireless charging, but says it's coming later this year

CNET:Charge all your devices at once, using infrared light (hands-on) 

中国科学院:无线充电黑科技:磁共振技术

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