說起無線充電,其原理并不復雜。現階段無線充電技術主要實現方式有三種,第一種是利用變化的電流通過線圈產生磁場實現電能傳輸的電磁感應式,第二種是利用電磁耦合共振效應的電磁共振式,第三種是將電力以微波的形式輻射到接收端的電磁波輻射式。現階段無論是蘋果、三星還是早前的諾基亞,使用的都是基于Qi標準的電磁感應式充電。Qi是WPC無線充電聯盟發布的一種開放的無線充電標準,在蘋果加入WPC之后,一大批手機廠商也紛紛加入WPC,搭載無線充電技術的手機呼之欲出。手機無線充電配件市場一片繁榮,各家都在抓緊出貨,造成原材料NPO電容供不應求,價格暴漲。
一、揭開四款熱銷無線充神秘面紗
無線充電器對于沒有使用過的人來說,手機放上去就可以充電,可能還是神秘的。為揭開行業的神秘面紗,充電頭網拆解了市面上4款主流的無線充電器,讓大家對無線充電產業有一個深入的了解。這4款無線充電器均基于Qi無線充電標準,分別是三星EP-PG950、mophie wireless charging base、ANKER A2156、 RAVPower RP-PC034。
三星EP-PG950是三星研發的第四代無線充,產品比較成熟,內置3個線圈對應不同位置手機擺放,最大功率可達15W,是4款中唯一一款帶風扇散熱的無線充。
mophie無線充在蘋果在秋季新品發布會上,被蘋果作為演示產品,和belkin一道是市面上唯一兩款支持蘋果7.5W的無線充,市場關注度較高。
ANKER A2156是北美知名數碼配件品牌近期推出的無線充電器之一,是市面上代表性主流的無線充之一。
RAVPower RP-PC034曾受到外媒DIGITAL TRENDS高度稱贊,是其編輯最喜愛的無線充電產品,在國外市場吸引了不少用戶。二、拆解四款熱銷無線充電器 看內在做工
1、三星EP-PG950
作為手機無線充電配套設備的無線充電器,三星亦致力于推動無線充電器發展,相比起現在iPhone上5W充電,三星早就在無線充電上使用快充技術,使用三星AFC協議9V快充充電器連接后,無線充電器可以達到最高15W輸入功率。三星的無線充電器跟隨手機發展,如今已經發展到第四代,今天為大家帶來三星折疊式無線快充充電器EP-PG950拆解測試。
三星EP-PG950折疊上無線充電器外包裝非常簡約,透明的面殼再加上簡易的吸塑內殼可以直接看到充電器本體,透明殼上可以看到“快速充電技術”字眼,右上角有防偽標貼可以查詢真偽。
包裝盒背面寫著無線快充功能適配S8、S8+、S7、S7edge、Note5、S6 edge+等,生產日期2017年7月27日越南制造,型號:EP-PG950,在信息右邊我們可以看到“qi”無線充電標準,也就是其他支持“qi”無線充電的手機也可以使用這款產品。
開箱物品如下,廣告小冊子x1、三包憑證x1、說明書x1、MicroUSB to USB-C轉接頭x1、無線充電器本體x1。
充電器面板采用類似真皮材質制作,摸上去手感柔韌有彈性,而且帶有一定的防滑作用,正面上印刷著FAST CHARGE快充字樣表示這是一款支持無線快速充電的產品。
EP-PG950名字叫做“折疊式”無線充電器,什么叫折疊式呢?小編錄了一段GIF大家看過后就會秒懂了。
橫向推拉后可以傾斜向上拉起,底座正好有一個斜面作為限位坡度防止手機下滑,變形設計讓手機可以水平擺放、豎立擺放、橫向擺放,滿足不同用戶不同場景需求,十分不錯的設計。
變形機構是鋼質彈力滑軌搭配鋼質阻尼合頁,金屬材質可以避免用戶“大力出奇跡”造成損壞。
底座側面有一顆LED指示燈,綠、藍、青三種顏色對應顯示充電中,已充滿,故障三種狀態,把三星充電盒的狀態燈沿用過來了。
左邊是厚度為7.4mm的某品牌無線充電板,市面上大多數無線充電器厚度都是屬于這一類輕薄式。右邊是本文主角三星無線快充充電器,三星簡直是三層芝士巨無霸漢堡,厚度達到29.5mm,為什么大家都在追求輕薄的時候三星卻越做越厚?那是因為大功率的無線充電器發熱較大,輕薄款的無法控制發熱量只能做低功率,而三星選擇這么大體積散熱就不存在問題,所以三星可以做到大功率無線快充。
把充電器反過來我們可以看到他使用了USB-C型輸入接口,三星很貼心的贈送了一個MicroUSB to USB-C轉接頭用戶不必擔心使用問題。在產品四周可以看到一圈開孔散熱格柵,保證大功率無線快充時迅速對流散熱降溫。
底座整個平面都是一塊橡膠防滑墊,避免產品放置時隨意晃動,中間銘牌參數如下,型號:EP-PG950、輸入電壓:5.0V2.0A / 9.0V1.67A、生產廠:三星電子有限公司、越南制造,右邊同樣帶有“Qi”無線充電協議LOGO。
這么大的一個無線充電器里面究竟長什么樣子?小編已經迫不及待要動手了,把底部防滑橡膠墊撕開后可以看到8顆十字螺絲。
卸掉十字螺絲后底殼仍然有卡口扣緊,慢慢沿著邊緣把底殼分離出來。
底殼細節,EP-PG950 PC材質。
半透明白色的是LED指示燈導光膠。
去掉底殼后可以看到PCB結構,一根排線引出指示燈。
PCB俯視一覽。
IDT IDTP9236無線充電發射端IC。
3+1組輸出MOS管對應著3個不同位置的線圈,其中1組與另外3組配合,起到H橋驅動的作用。
909017,疑似霍爾元件,通過檢測上蓋的磁性,確定上蓋的位置,切換不同的線圈以進行最大功率的充電。
多色LED軟排線與PCB連接,排線上粘有絕緣固定膠紙避免松脫。
線圈發射組件也是通過軟排線與主PCB連接。
撬起兩個排線作進一步拆解,無線充電線圈的連接器很是精細,手機上用的那種,多個觸點并聯降低電阻。
分離排線接口后,主PCB拆出。
ABOV 8216 單片機,負責燈控等其他充電主控不支持的功能。
超薄的一體合金電感。
看起來是一路開關降壓加上線性穩壓。
整體包裹的全屏蔽USB-C母座,兩邊帶有寬大的固定耳,插拔抗扭耐操性非常高。
USB-C母座來自韓國JNTC,殼體上可以看到多處點焊與內件焊接的十分牢固。
然后輪到面板部分,分離出皮質承托面蓋板。
皮質面蓋底部帶有一塊薄海綿,讓面板摸起來有一定柔韌彈性手感,而且起到撐起的作用讓空氣有位置流通,避免面板發熱。
終于輪到線圈部分了,線圈由一塊內殼體包裹著,中間透明膠版開著不少通風孔,冷空氣就是由這些通風孔吸入后流過線圈降溫。
擰開4顆螺絲拆掉線圈蓋板。
終于露出3個線圈,超大的范圍可以對應水平放置、豎立擺放、打橫放置,總結起來就是一句話,怎么放都能充。
進一步拆解,需要把線圈模塊拿出,可以看到底部的主動散熱風扇。
滑動與折疊結構件由鋼質合頁與滑軌組成。
合頁細節。
線圈模塊通過排線與主PCB連接。
線圈模塊底部俯視圖。
使用了東芝TOSHIBA的離心風扇,功率為:5V / 0.14A / 0.7W。
離心風扇出風口做了多條導風槽,讓熱空氣排出殼體外不積聚。
線圈焊點非常飽滿有光澤,浸潤度高。
分離風扇可以看到線圈底部的進風口,冷空氣通過蓋板上的透明孔進入,然后在多片線圈之間流轉帶走熱量,最后通過離心風扇排出殼體外。
全部拆解一覽。
2、mophie wireless charging base
來自美國加利福尼亞州的mophie是一家主營數碼高端周邊產品的品牌,其不少產品都通過了苛刻的廠家的認證。自iphone8支持無線充電后,整個行業都開足馬力去研發生產無線充電板,mophie亦是其中之一,但主打高端市場的mophie,在無線充電板上也通過了apple官方認證,在品質與兼容性上會更優越,接下來就為大家帶來mophie無線充電器拆解。
紙盒包裝上印刷著產品式樣。
開箱物品一覽,電源適配器x1、無線充電板x1。
電源適配器插頭為DC接口,優勢在于無向插入,抗橫向拉扯性更好。
電源適配器型號為:AC-ADAPTR-BLK-CN、輸入:100-240V~0.6A 50/60hz、輸出:19V1.3A、制造商:東莞富強電子有限公司。
(電源適配器拆解文章:點我直達)
無線充電板底部SN碼:133817181625、輸入:19V1.3A。
DC電源輸入孔為內凹隱藏式設計。
撕開標簽貼紙可以看到一排測試觸點。
撬開無線充電板可見到卡子方式裝配。
拆開底蓋映入眼簾的是一整塊金屬蓋板。
六角梅花螺絲擰緊。
測試觸點小板同時也是DC輸入插座子板。
工作指示燈用一小塊透明亞克力做導光,另一半使用黑色絕緣膠布遮光。
細節2。
撕開表面貼紙可以看到線圈。
線圈固定板使用六角螺絲擰緊。
金屬蓋板做工精細,手感也很厚重。
細節3。
線圈。
PCB底部一覽,輸入有共模電感濾波,相當于充電器電源線上的磁環,主板上有3路mps同步整流降壓,很強大的陣容。5顆1206的npo電容,提供大功率充電,半橋驅動管附近濾波電容也采用npo材質。
觸點與DC輸入小板通過排針與PCB焊接連通,PCB整潔干凈焊點光亮飽滿。
兩側的半橋和對應的驅動器,中間5顆白色1206元件就是近期炒的沸沸揚揚的天價npo電容。
絲印為DC3903的是輸入開關MOS管,品牌來自Potens博盛半導體。
Potens博盛半導體PDC3903Z詳細參數。
其中兩路降壓,濾波電容大小組合,起到最好濾波效果。
一路降壓輸入輸出電容由多個電容并聯,為無線充電降壓。
側發光貼片LED。
MWCT1013是飛思卡爾freescale(NXP)所生產的15W無線充電IC,可提供實施無線充電發送器解決方案所需的全部控制器功能。該芯片符合無線充電聯盟(WPC)的最新規范,功率傳輸效率超過75%,優化的異物檢測算法,支持大多數15 W單線圈應用并支持所有線圈類型。
拆解全家福。
外包裝是一貫的ANKER風格-簡單、清爽。
盒背面輸出參數可以看到,這款無線充電器輸入5V2A,輸出5V1A,享有18個月質保。
包裝內物品,無線充電器x1、MicroUSB數據線x1。
數據線手柄印有ANKER的LOGO,這根贈送的線材質量做工不錯。
座充的側面有一周的滾花,看上去很精致。
座充底部外圍有一圈藍色的工作氛圍燈。
座充底部標有規格參數,型號:A2516、輸入5V2A輸出5V1A、SN碼為:FZ7404ET。
座充底部粘上一圈防滑橡膠,避免座充放置在桌面上會滑動。
輸入采用Micro USB插座,放置在無線充側邊。
光圈發光開關按鈕。
拆解需要從防滑橡膠圈下手,撬起橡膠圈可以看到螺絲。
按鈕位置是貼片開關。
殼體分離。
PCB與面板采用膠體粘附起來。
繼續把面板分離開來。
刮開墊片。
線圈部分。
線圈直徑為3.5CM左右。
PCB一覽。
焊盤飽滿有光澤。
LED開啟用的貼片開關。
布滿一整圈LED。
Micro USB磁鐵無緣。
無線充電發射芯片來自CVSMicro勁芯微CV90312T。
富士通MB95F012K單片機。
ST意法358運算放大器。
AO4800 MOS。
全部拆解一覽。
充電器底蓋為一體金屬材質,使用金屬材質為充電器的散熱打下良好的基礎。底部的四顆橡膠防滑墊腳,讓無線充與桌面有一個高度,不易磨損底部。
輸入:9V-12V/2A,輸出功率最大為10W。產地中國。
Micro USB輸入插座。
工作指示燈。
使用塑料撬片沿著金屬與塑料蓋板的縫隙撬開。
拆掉一體塑料頂蓋,線圈部分的做工可圈可點。
正中間的是溫度探頭,確保充電器工作在安全溫度范圍內。
線圈的金屬基板使用螺絲固定在底蓋上,每顆螺絲上均有涂膠。
充電器的底蓋為一體金屬成型,通過放置在關鍵位置的藍色導熱硅膠將電路的熱量迅速傳導至外殼。
PCB通過導電墊片與金屬外殼相連用于電磁屏蔽。
Micro USB磁鐵無緣。
非常厚實的線圈鋁制基板。
PCB一面非常平整沒有任何元件。
所有元件都集成在PCB的另一面,這樣的設計有利于元件的散熱。
銅帶電感。
線圈的焊點飽滿且有光澤。
LED電源指示燈。
NPO電容。
輸入端的共模電感與其相關濾波電路。
四顆線圈的驅動MOS。
絲印為CP-SC2的芯片品牌來自易沖無線,為整個無線充的核心,這是一顆專門為無線充電應用設計的單輸入電源管理芯片。通過串口總線,CP-SC2可以與外部MCU通信,從而獲取信息來驅動電池充電芯片。集成于芯片內部的功率管驅動可以直接控制外部功率管的開關,芯片同時內置了檢測電路,當檢測到過流、過壓等情況時,會自動關閉功率管。
意法半導體 STM8S005K6單片機。
全家福。
三、四款無線充硬件大比拼
1、主控芯片

一般大家采用無線充電發射芯片配合單片機的形式,亦有單片機內置無線充電程序的形式,單片機內置無線充電程序的應用較少。
2、線圈架構
多線圈的自然成了最大的贏家,盡管成本有所增加,但是多位置更高效的無線充電,提高了用戶多方位擺放同時最優化充電速度的使用體驗。單個線圈不能滿足多方位的擺放需求。可折疊的設計,提高了便攜性。
3、電源架構
目前市面上常見的無線充DC-DC電路均采用分離式架構,驅動芯片和MOSFET是獨立的;通過拆解,結合市場應用,我們發現了新趨勢的變化,出現了內置驅動芯片的MOSFET的方案;如TI的CSD97376等,此外,還有驅動內置在無線充主控里面,外掛MOSFET的方案。這些架構均有各自的優勢。
4、成本分析
多組線圈加上多個最近被炒高的NPO電容的方案,目前來看三星的成本是最高的,無線充電芯片配合單片機,多組線圈多組發射加上主動散熱風扇,滿足了旗艦定位的同時成本高企。普通單線圈的成本自然就低了很多。
5、綜合分析
mophie的無線充電,整體很好,但是專用電源大大制約了使用場合,只適合辦公室或者家里不移動或者不攜帶的場合。三星的體積過大,但是相比自家三代來說還算好接受。三星的無線充電,在這里不得不說是最強的,多線圈加上主動散熱風扇,誠意十足,但是只支持自家的AFC快充充電器,又為快速無線充電帶來了障礙。其余幾家的無線充電,采用通用接口,輕薄體積小,攜帶方面都不是問題。
四、無線充電技術背后的技術演進史
最早的一代無線充電,現在已經無從考究,記得當時只有5V 0.8A輸出標準,現在來看,受限于發射端和接收端的效率,功率沒有做到線充那么大。換句話說,無線充電還是沒有有線充電快,無線充電為手機使用上提供了便利,比如說可以在橫屏看視頻的時候進行充電,不至于要出門手機沒電、或者說接電話的時候,不用考慮充電線夠不夠長、再有就是可以不用邊充電邊打手機了。
現在無線充電已經擁抱快速充電,把無線充電的優勢與快速充電合二為一,又方便又快。無線充電采用快速充電技術,提高了通用性,手機的快充頭,既可以充手機又可以給無線充供電。快速大功率的無線充電,功率速度提升的原理和手機上的快速充電原理是一樣的,充電器提供高壓輸出,同樣電流下的輸出功率大于傳統5V充電,通過手機內部充電模塊提供更大功率的輸出為電池充電。
快速無線充電也是一樣,把輸入的高壓,通過降壓,輸出大電流以更高的功率驅動線圈,對應內置支持快速無線充電接收器的手機,獲得快速無線充電體驗。
五、從五款無線充電器看去
1、WPC無線充電聯盟主導的Qi技術將是未來很長一段時間的主流標準,目前市場上所有的移動終端都是基于Qi技術。
2、無線充電器往10W、15W等更高功率的方向發展,利用成熟的QC2.0/3.0高壓快充輸入技術,轉化為無線快充,提高碎片化時間利用率。
3、單線圈多線圈各有千秋,就用戶體驗來看,多位置布置的多線圈占了優勢,滿足用戶不同擺放要求。
4、IDT、NXP等進口方案和勁芯微、易充等國產方案百花齊放,還有更多的國產方案蓄勢待發。
5、未來,無線充將首先在手機行業快速普及,帶動手機周邊設備以及上下游市場,帶領整個產業鏈一路小跑。
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