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Apple正在取消AirPower计划

Gary Elinoff 2019-04-12

无线充电是APEC 2019年的电力会议,因为业内一些最大的公司正准备提供无线电源解决方案。与此同时,科技巨头Apple退出了无线充电平台。怎么回事?Quk电子头条

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无线充电就是轻松便利。您可以简单地将产品放在某种充电垫上,然后通过电磁方式进行充电,而不是通过USB电缆将设备插入电源。Quk电子头条

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市场上已经有了无线充电设备,但有一家著名的公司却没有出现。在一个非常不寻常的举动中,Apple已停止在其AirPower设备上进行无线充电开发。Quk电子头条

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让我们来看看无线充电是如何运作的,以及Apple几乎史无前例的举动的原因。Quk电子头条

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无线电力传输方法Quk电子头条

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自从特斯拉时代电以来,无线电力传输(有时缩写为WPT)一直是电气工程师感兴趣的领域,他们梦想着实现长距离的无线电力分配。虽然这个梦想从未完全实现,但多年来人们对无线充电领域产生了浓厚的兴趣,从TDK等熟悉的行业名称到迪士尼研究等不太受期待的名称,它的目的是创建一个空间,允许无线充电通过类牙的空腔共振。Quk电子头条

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实现无线充电的两种常用策略是电磁感应和磁共振。这两项密切相关的技术如下所示:Quk电子头条

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图像源(修改):TDKQuk电子头条

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精明的读者很快就会明白,电磁感应就像变压器一样,是气标准中使用的原理。显而易见的问题是缺乏实际变压器的通用磁芯会降低效率。另外,传输和接收线圈之间的距离和方向差也加剧了这一问题。Quk电子头条

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基于磁共振的无线电力传输传输功率涉及在电力传输侧和接收侧中部署串联电容器以形成LC谐振电路。通过调谐两侧以在相同的共振频率下共振,即使线圈未对准或线圈之间的距离较大,系统也可以保持一致的功率。Quk电子头条

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Qi无线充电标准Quk电子头条

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Qi标准似乎赢得了过去几年激烈争论的无线传输标准。它是一种广泛接受的基于电磁感应的开源标准。它是由拥有650多家成员公司的无线电力财团开发和维护的。它的设计目的是为小型个人电子设备提供5-15瓦的功率,主要用于为智能手机充电,它也可以很容易地用于为越来越多的消费设备供电。在最近一次统计中,市场上有超过3,500种Qi认证产品。Quk电子头条

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Qi认证很重要,主要有两个原因:Quk电子头条

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•兼容性:用户可以确保Qi认证的充电器可以完美地为Qi认证的设备充电。Quk电子头条

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•安全性: Qi标准将识别外来物体,并确保它们不会截获原本准备用于接收线圈的15瓦功率。这种能量可以加热一小片金属,达到产生火灾危险的程度。Quk电子头条

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当然,只有一种产品定义的充电器可以避免整个问题。这是诸如电动牙刷之类的装置所采用的方法,其中装置以机械确定的方式装配到其充电器中,从而确保传输和接收线圈完美地对准。Quk电子头条

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Apple AirPower - 纽带太远了Quk电子头条

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无线充电面临的当前问题之一是要求将设备中的接收线圈与充电器中的接收线圈正确对准。如果你必须玩方向,哪里方便?Quk电子头条

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Apple的答案是符合Qi标准的动力垫,名为AirPower。目标是该设备允许他们所知的极其易用的设计,即使用户想要一次将多个设备放在充电垫上。因此,AirPower设计用于为设备充电,而无需用户将设备中的接收线圈与充电器的接收线圈正确对准。 Quk电子头条

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为了解决线圈对齐问题,Apple似乎旨在为充电设备配备多个传输线圈。以这种方式,它们中的一个或多个可能与充电设备正确对准。 Quk电子头条

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在过去几年中,Apple已经对AirPower进行了大量投资,并在2016年9月提交相关的早期专利,然后在一年后宣布收费。为了实现这一目标,同时仍然符合Qi标准,AirPower比其他无线充电器使用更多的传输线圈。在Apple的专利申请图中可以看到多达15个线圈,因此其中的一个或多个必须与充电设备正确对齐。Quk电子头条

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为了实现这一目标,同时仍然符合Qi标准,Airpower比其他无线充电器使用更多的传输线圈。在Apple的专利申请图中可以看到多达16个线圈,因此其中的一个或多个必须与充电设备正确对齐。Quk电子头条

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Airpower的多级重叠传输线圈。来自Apple众多专利申请之一的图片。Quk电子头条

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据报告,这一问题十分严重。最关键的是,线圈可能相互干扰,浪费电力并在AirPower设备中产生非常不受欢迎的热量。苹果工程师显然无法克服这个问题,所以AirPower的推出已被取消 - 至少目前是这样。Quk电子头条

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Apple没有公布有关Airpower失败原因的具体信息,只是在新闻发布会上说该设备无法达到他们的高标准。Quk电子头条

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最近的猜测主要集中在干扰和热量上,这是AirPower失败的主要可能性。每个无线充电线圈都会产生噪声,并且由于这些线圈的噪声很大,每个线圈产生的噪声都会产生很大的干扰,可能会干扰附近的设备。此外,AirPower需要大量电流通过线圈才能同时为三个设备充电,这可能会产生大量的热量。 Quk电子头条

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作为一名电力工程师,我觉得这个故事的寓意是,电力设计需要有专门的专业组织,不能仅仅作为一个次要项目,非专业的科技公司一次又一次地证明了这一点,但从来没有完全被完全吸收。Quk电子头条

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没有无线充电产品的短缺Quk电子头条

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虽然苹果正在推动AirPower众所周知的插件,但许多行业公司仍在接近无线充电。APEC 2019年的电力会议展示了几种无线电源解决方案,并在此后的几周内就此应用发布了更多公告。Quk电子头条

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NuCurrent发布了NuEva 开发平台,可同时从单个焊盘向多种类型的设备提供高达25瓦的功率。有趣的是,人们注意到无线电力联盟正在考虑采用NuCurrent技术的一部分。该公司销售和营销副总裁Tim Tumilty 在产品发布公告中表示,NuCurrent可以在Apple没有成功的地方取得成功,因为电源领域所需的特殊专业知识是NuCurrent等公司的主要支柱。Quk电子头条

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GaN系统而言,他们已经发布了评估系统GSWP050W- EVBPA,旨在帮助设计人员更快地将其GS61004B E-HEMT功率放大器(一种50瓦设备)整合到磁共振功率传输产品中。Quk电子头条

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要构建的器件设计工作在6.78 MHz,是磁共振电源充电的标准配置。Quk电子头条

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从STMicroelectronics特定于无线充电的无线充电IC到TDK的线圈和模块套件,无线电力的竞争依然存在 - 对于Apple而言似乎并非如此。Quk电子头条