qi

Qi是全球首個推動無線充電技術的標準化組織——無線充電聯盟（Wireless Power Consortium，以下簡稱“聯盟”）推出的“無線充電”標準，具備便捷性和通用性兩大特徵。首先，不同品牌的產品，只要有一個Qi的標識，都可以用Qi無線充電器充電。其次，它攻克了無線充電“通用性”的技術瓶頸，在不久的將來，手機、相機、電腦等產品都可以用Qi無線充電器充電，為無線充電的大規模套用提供可能。"Qi"這個圖示是漢語中“氣”的拼音(Qi)，含義為是“在亞洲哲學中代表“炁”-一股無形的能量。

基本介紹

• 中文名：無線充電
• 外文名：Qi
• 發布：國際無線充電聯盟
• 套用：手機、MP3、照相機等

簡介

Qi是全球首個推動無線充電技術的標準化組織——無線充電聯盟（Wireless Power Consortium，以下簡稱“聯盟”）推出的“無線充電”標準，具備便捷性和通用性兩大特徵。首先，不同品牌的產品，只要有一個Qi的標識，都可以用Qi無線充電器充電。其次，它攻克了無線充電“通用性”的技術瓶頸，在不久的將來，手機、相機、電腦等產品都可以用Qi無線充電器充電，為無線充電的大規模套用提供可能。"Qi"這個圖示是漢語中“氣”的拼音(Qi)，含義為是“在亞洲哲學中代表“元氣”-一股無形的能量。

發布

國際無線充電聯盟（Wireless Power Consortium，WPC）2010年8月31日上午在北京釣魚台國賓館發布Qi無線充電國際標準，將該標準引入中國。

技術

基本原理

基本原理

Qi基於電磁感應原理進行輸電。感應耦合電能傳輸系統的基本原理如右圖所示。這個系統由發射器線圈L1和接收器線圈L2組成，兩個線圈共同構成一個電磁耦合感應器。發射器線圈所攜帶的交流電生成磁場，並通過感應使接收器線圈產生電壓。這種電壓可用於為移動設備供電或為電池充電。

電能傳輸效率取決於感應器之間的耦合(k)和它們的品質(Q)。（見優值因數）
耦合不僅與兩個感應器(z)之間的距離以及相對大小(D2 /D)有關，還與線圈的形狀和它們之間的角度有關（圖上無顯示）。

系統概述

Qi無線充電系統由基站和移動設備組成。基站包含一個或多個發射器，發射器將提供用以接收的能量。移動設備包含一個接收器用來提供電能給負載(如電池)，接收器還將為發射器提供信息。發射器內有能量轉換單元，將電能轉換為無線能源信號，接收器內的能量收集單元則將無線能源信號轉換為電能。接收器將根據需要將電能輸送至負載，發射器根據接收器的需要適配能量傳遞。

耗電量

影響耗電量的一個重要因素是充電效率。Qi的無線充電器與有線充電器的組件相同（交流轉直流電源適配器連同充電電子產品），但通過無線連線取代了電源適配器與手機之間的銅線。無線連線的效率遠不及銅線，但經過精心設計，無線連線至少能達到70%的傳輸效率。

而另一個因素則是待機耗電。假設這些人一直將充電器插在電源上，待機時的耗電量幾乎等於電池充電時的耗電量。而Qi大幅降低了待機功率，並演示了一個待機耗電僅0.0001瓦（100微瓦）的系統。

以下是Qi官網上的估算：

我們估計，在一般情況下，如果您用一個無線充電器取代兩個有線充電器，則無線充電器與有線充電器效率相當。相關計算的詳情如下。

有線充電器耗電量

首先計算一個傳統手機充電器的耗電量。此類充電器就是所謂的“外接式電源適配器”。能源之星網站提供了大量數據。登錄該網站可以發現，一般情況下，符合Energy Star標準的交流轉直流電源適配器：

滿載時的效率：5瓦的電源適配器的平均效率為72%

空載時的耗電量：5瓦的電源適配器的平均耗電量為0.12瓦，一些特別好的電源適配器的耗電量僅為0.01瓦。

假設您每天使用電源適配器1小時，其餘時間一直將電源適配器插在電源上。充電完畢後，人們通常不會將電源適配器和底座從電源上拔出。雖然這種做法並不可取，但卻很常見。
由此產生的總耗電量如下：

充電：1小時*2瓦/72% = 2.8瓦時（假設一個5瓦的充電器在一次完整的充電中平均供電2瓦）

待機（空載）：23小時*0.12瓦 = 2.8瓦時

由此可見，待機耗電量在手機充電器的總耗電量中所占比重很高。

無線充電器的耗電量

我們的無線充電器同樣包含一個交流轉直流電源適配器。假設其效率同樣為72%以及待機耗電量同樣為0.12瓦。[註：無線充電器的待機耗電量遠低於0.12瓦，此處僅為方便對比說明。]無線充電連線的傳輸效率一般為70%。我們假設利用該無線充電器取代2個有線充電器，總耗電量為：

充電：1小時*4瓦/ 72% / 70% = 7.9瓦時（同時為2台裝置充電）

待機（空載）：23小時*0.12瓦 = 2.8瓦時

與有線充電器的對比

兩個有線充電器的總耗電量：2 * ( 2.8 + 2.8 ) = 11.2瓦時
一個為兩台裝置充電的無線充電器的總耗電量：7.9 + 2.8 = 10.7瓦時
由此可見，兩者的總耗電量大致相當。雖然無線傳輸的效率明顯不如銅線傳輸，但是當利用無線充電器取代多個外接式電源適配器時，無線充電器能夠減少待機耗電。

效率

很多網友誤認為70%是Qi標準由家用電到設備的能量轉化效率。實際上70%只是發射器到接收器之間的能量傳輸效率，並不包括AC-DC適配器的轉化效率。實際上5V DC輸出由家用電到電池的總體效率Qi最高為45%，傳統直連為50%~65%。

Qi官網上各種充電方式對比

套用

Qi可廣泛套用於手機、MP3、照相機等手持低功率設備中。已有多款電子產品採用了Qi無線充電技術，代表產品有Nokia Lumia 920、Nokia Lumia 820（要實現Lumia 820無線充電，需添加Lumia 820無線）。也有許多公司成為Qi標準的成員，代表公司有海爾、飛利浦、諾基亞。

展望

Qi現階段的設計目的是為5W以下的電子產品提供無線電力供應。而在遠景計畫中，WPC計畫將Qi充電站植入到家庭、汽車、火車等各個公共場所，從而讓消費者可以隨時隨地、方便快捷地享受無線充電帶來的無限便捷。