苹果新专利能否掀起无线充电市场新活力？

近日，有消息披露了苹果申请的一项专利，未来的iPhone机型的不仅能够允许对其他设备进行无限充电，而且不需要再进行“背对背”式充电。

也就是说，无线充电时感应电流能够直接通过前面的显示屏，而不需要将手机反过来在背面进行。苹果全新的无限充电方式，无疑又给无线充电的未来带来一场新的风暴。

而无线充电本身，就是一场风暴。

科技 的发展让我们离“束缚”越来越远。对于各类电子产品来说，有线充电器是它们最重要的配件，但是疯狂缠绕的充电线让处于万物便捷时代的我们觉得失去了自由。

在这种情况下，无线充电应运而生。

如今，当我们向便携式设备充电时，比较普遍的方法仍然是用充电器经过电源线供电。而无线充电技术不用通过连接器、金属接点等作为媒介，只需放在充电座上就可以充电。无线充电不需要常规意义上的充电器和电源线，所以能提高设备的防水性、可靠性，没有连接器不良的情况发生，同时无线充电设备具有标准规格，一个供电装置能用于各种终端。

从技术分类来看，无线充电有三个大类：电磁感应无线充电、电磁谐振无线充电和射频（RF）无线充电。

目前普及的无线充电是电磁感应式充电，市面上绝大多数支持无线充电的手机、耳机用的基本都是这种方式。电磁感应式充电的原理并不复杂：电流通过线圈，线圈产生磁场，磁场对附近线圈产生感应电动势从而产生电流。这种充电方式的充电转化率通常在70%以上，成本也低，所以普及起来比较快。但是在充电时，充电器和被充电设备都得有线圈，而且两者的线圈必须对齐，并在触碰下才能正常工作。

为了解决以上问题，电磁共振式无线充电技术出现了。它的原理是发送端遇到共振频率相同的接收端，由共振效应进行电能传输。它不需要像电磁感应式充电一样对齐线圈的位置就能充电，并且可以在更大的范围（10cm左右）内实现充电，但它的缺点是充电效率较低，并且距离越远，传输功率越大，损耗也就越大。

其实，以上两种无线充电技术本质上都并非真正的“无线”，还需要设备与充电底座保持一定距离才能实现电量传输。

为了实现真正的无线充电，无线射频技术又应运而生。这种全新的隔空充电技术，通过发射装置的天线辐射无线电波，接收装置接收无线电波上承载的能量来完成“隔空”充电，这种充电方式覆盖的范围比前两种技术远得多。

目前，手机无线充电采用的电磁感应式技术相对来说局限性较大，但由于其技术难度较低，成本低，所以被厂商广泛使用。但是由于该技术也存在一些明显的局限性，手机无线充电并没有特别高的普及度，有线充电依旧占据了充电方式的绝大半江山。

电磁感应无线充电短板较多：充电时需要对齐线圈，充电距离要求较近，同时可充电设备的数量较少。这三大短板限制了电磁感应无线充电的发展。

关于对齐充电线圈问题，曾有实验表明，如果设备不带磁吸的话，就无法自动对齐充电的无线充电器与手机，即便手机和无线充电器仔细对准了线圈位置，但是在电-磁-磁-电的转换过程，无线充电比有线充电多消耗了39%的电能。由于这部分电能实际上并没有充入手机电池中，所以相当于就是纯粹被浪费掉了。

当真正成熟的、低成本的电磁共振和射频无线充电器出现后，无线充电才能真正实现大家想象中的那种远高于插线充电的便利性。也许在消费电子领域，无线充电技术将从现有的电磁感应无线充电直接过渡到隔空充电。从有限的无线，发展到真正的无线。

为了解决无线充电可能存在的能量损耗和慢速的情况，无线充电的功率也随之变大。从最开始的5W到后来的30W，2021年很多芯片和终端厂商都推出了40和50W的无线充电产品。

无线充电解决方案主要由接收端和发射端组成。发射端与电源连接，负责发送电能，无线发射线圈负责把能量发送出去；接收端则一般安装在电子产品上，负责接收电能。一般来说，无线充电解决方案中，接收端的芯片与系统集成设计的利润要高一些，技术壁垒也相对较高。

瑞萨最新的60W无线充电接收芯片

2021年1月，瑞萨电子推出全球首款60W功率的无线电源接收器P9418，可以为智能手机、便携式电脑、笔记本设备打造更快的无线充电。P9418无线电源接收器采用瑞萨独有的WattShare技术，可在单个芯片中提供高达60W的功率，而且集成度高，属于单芯片无线功率接收器/发送器IC，可配置为通过磁感应来发送或接收AC电源信号。

ST的50W无线充电解决方案

ST也是无线充电领域的重要玩家，2020年11月，ST推出最新一代Qi无线超级快充芯片 STWLC88。新产品的输出功率高达50W，能满足消费者在无需插电的情况下即可迅速为手机、平板、笔记本电脑等个人电子产品补给电力的需求，无论是安全性或是充电速度上都堪比有线充电。在手机无线充电应用方面，新一代50W无线充电IC的充电速度是上一代产品的两倍。

伏达半导体的大功率无线充电芯片

其实，在大功率无线充电方面，国内的芯片厂商也正在发力。在无线充电芯片领域，伏达半导体已经推出了NU1619(40W)和NU1619A(50W)的接收器芯片，以及NU1513(45W)和NU1025(40W)的发射芯片。

小米11的无线充电接收器方案选用的就是NU1619这颗芯片。

2021年11月，伏达半导体推出了旗下第三代无线充SOC芯片NU1708，这是一款支持5~30W无线充电的全集成发射端芯片，将传统一、二代产品的MCU芯片和功率全桥两颗芯片合二为一，并将外围元件数量从70个左右降低为20个左右。

南芯半导体推出大功率TRX双向无线充芯片

南芯半导体也在持续加大在无线充电发射端及接收端的研发投入。2021年10月，南芯推出了两款重磅产品：第三代发射端15W SOC芯片SC9608和首款大功率50W RX接收芯片SC9621。

TX SOC芯片SC9608凭借其极高的集成度，一经推出就受到了众多客户的追捧，目前已经在多家客户试产。而RX SOC芯片SC9621的推出，也标志着南芯的无线充电布局进一步拓宽，从发射端配件市场正式进军手机市场，为手机厂商提供更多有竞争力的产品选择。

应用场景的无限性驱使了无线充电向 汽车 领域的渗透，车载无线充电也破土而生。车载无线充电同样也摆脱了充电线的束缚，提升了便捷性和行车的安全性。目前已有不少国内外厂商推出了针对于 汽车 应用的无线充电解决方案。

NXP车载无线充电芯片

NXP的车载多设备无线充电方案提供了MWCT22C3A/MWCT20C3A/MWCT2013A三款主控芯片作为选择，这三款芯片是NXP的第二代无线充电发射器芯片，较前一代芯片主要是对芯片的外围电路和导通损耗进行了优化，支持两个隔离通道，仅需单一芯片就可以在一个终端上为两台无线接收设备充电，不但降低了BOM成本，也减少了物理引脚的使用，为 汽车 制造商创造了更大的利润空间。

伏达半导体车规级发射端智能控制芯片

2021年12月，伏达半导体两颗用于无线充电发射的智能全桥芯片NU8015Q和NU8040Q通过车规级认证。这两款芯片均为无线充电发射端智能控制芯片，芯片内部集成全桥MOS管和驱动器等电路，其中NU8015Q支持最高15W无线充电输出，支持4V-21V供电电压范围。NU8040Q支持40W无线充电输出，支持4V-21V供电电压范围，支持-40 到105 环境温度范围。

易冲半导体为比亚迪与华为联合推出的快充技术提供解决方案

在 汽车 领域，易冲半导体也为比亚迪与华为联合推出的50W超级无线快充技术提供了整套解决方案。易冲半导体2012年开发出全球首款车载前装无线充电方案，并在TOYOTA四款车型上成功量产，持续出货至今，本次推出的50W无线充电车载前装解决方案，更是在第一代产品经验的基础上，基于量产出货超千万颗的IC而打造的车规级芯片CPSQ8100开发。CPSQ8100专为无线充电系统设计，将低功耗部分全部集成，包含无线充电协议，MOS驱动电路，Q值检测，解调电路等。

无线充电时代风暴早早来袭，国内外芯片厂商也积极布局，看透无线充电无线又无限的发展趋势，笃定的走在自己的道路上。相信在这场风暴里，他们也可以描绘一幅无线充电时代的蓝图。

2020年3月26日，华为P40系列全球线上发布会推出了P40、P40 Pro、P40 Pro+三款机型。其中，华为P40 Pro+搭载了40W超大功率无线超级快充，而华为P40则不具备无线充电功能。

虽然P40没有标配无线充电功能，但华为官方却为其开发了一款带无线充电功能的手机保护壳。通过这款配件，P40便可摇身一变，成为支持22.5W超级快充的“无线充电手机”。充电头网近期也采购到了这款无线充电保护壳，接下来就为大家分享这款产品的详细拆解。

此前充电头网还拆解了华为P30手机的无线充电保护壳，与P40保护壳不同的是，这款产品仅支持10W无线充电。

一、华为P40无线充电手机保护壳外观

华为家族包装盒，正面印有产品外观图片、品牌logo、产品卖点等信息。从包装盒底部可以看出，华为P40无线充电保护壳支持22.5W无线快充功能、兼容Qi标准、通过德国莱茵安全认证。

包装盒背面使用了多国文字阐述了这款产品的主要卖点，并提示用户这款产品需要搭配27W以上的华为无线充电器和40W以上的华为充电器才能实现22.5W超级快充无线充电功能。

包装盒内部，手机保护壳使用白色纸托包裹保护。

除了保护壳本体之外，仅有使用说明书以及合格证。

这款保护壳采用整体呈蓝色，带有细微的磨砂手感，防滑且不沾指纹，同时还融入了青色斑点点缀，看起来有点艺术画作的气息。

保护壳中轴线印有HUAWEI的logo以及Wireless Charging字样。靠近输入接口位置略微凸起。

摄像头所处的位置开长方形孔，并有圆角处理。

保护壳内侧贴有一块硬质塑料板，颜色与外壳主体部分保持一致，并同样带有细微的磨砂手感。下方丝印了产品参数信息。

保护壳内侧参数信息显示已经通过了RoHS、EAC、Qi、CE等认证，支持华为超级快充无线充电功能。

保护壳顶部对应手机麦克风的位置开设小孔。

侧面音量按键和电源按键特写。

保护壳底部设有一个USB-C接口，紫色胶芯。

保护壳底部预留了扬声器孔、麦克风开孔，还有一个USB-C充电接口，方便有线充电。

在空载情况下，ChargerLAB POWER-Z KM001C测试待机电流约为0.018A，功率约为0.01W。

保护壳的厚度相当于一元硬币的直径一半。

保护壳净重约为49g，与普通的硅胶保护壳相当。

二、华为P40无线充电手机保护壳拆解

将保护壳内侧的硬质塑料板取下，居中位置是一个无线充电接收线圈。

线圈旁边是一块黑色的电路板，用于无线充电接收。保护壳内部线圈和电路板的位置均镂空降低厚度。

将线圈和PCB板取下，可见PCB板的元器件面涂有硅胶导热。PCB板上黄色FPC连接USB-C输入接口，下面的黑色FPC连接USB-C输出接口。

主控PCB板一览。

易冲半导体无线充电接收芯片CPS7191GC，华为定制型号，支持22.5W超级快充无线充电，用于无线充电接收整流输出。

赛普拉斯 CYPRESS CYPD4236 CCG4 PD控制器，其提供两个完整的USB Type-C和PD接口控制，适用于笔记本，适配器，和集线器。

赛普拉斯CYPD4236详细规格资料。

两颗威兆VSE003P02KS用在输入接口处，对向串联用于防止电流倒灌，PMOS。

威兆 VSE003P02KS 详细资料。

两颗威兆 VS2522AA2 PMOS管，对向串联用于防止电流倒灌。

威兆 VS2522AA2 详细资料。

来自南芯的同步整流降压转换器SC8101，输入电压从5V到32V不等。通过设置分压电阻器，将输出电压调节在固定的5.1伏或定制的电压。它还提供高精度的输出电流限制，当输出达到设定电流极限时，变频器进入恒流（CC）模式；总输出功率可由一个电阻编程，便于恒功率控制，内置开关管可提供5V5A输出。

南芯SC8101集成了45mΩ高边NMOS和30mΩ低边NMOS，实现了高效率。此外，它还提供了低端门驱动程序（LSD）来驱动外部NMOS，并与内置NMOS一起工作。采用可编程线损补偿，可编程频率设置，外部元件最少，可为用户的不同应用实现最大功能，南芯SC8101采用3x3x0.55mmQFN封装，超薄超小可以放置在空间狭小的设备内部。

2R2贴片电感，配合南芯SC8101实现降压输出。

USB-C接口输入过压过流保护元件。

USB-C输入接口来自KRCONN精睿兴业，华为定制。

输出USB-C接口特写，通过塑料直接固定在外壳上。

无线充电接收线圈与PCB板之间焊点饱满圆润，线圈采用8根漆包线并绕，降低厚度降低阻抗。

USB-C接口FPC两侧正负极焊点加宽，降低电阻，以便大电流通过。

华为P40无线充电保护壳拆解完毕。

充电头网拆解总结

华为P40无线充电手机保护壳外形炫酷时尚，既能起到保护手机的作用，还能让原本不具备无线充电功能的P40秒变无线快充手机，而且充电功率可媲美华为SCP超级快充，让无线充电达到有线充电的速度，提升用户使用体验。

充电头网通过拆解了解到，这款无线充电器采用了易冲半导体的无线充电接收芯片，集成度高，外围简洁。同步整流降压芯片南芯SC8101和USB-C接口控制器赛普拉斯CYPD4236，同样拥有较高的集成度，这给小尺寸PCB板的设计带来便利，SC8101将无线充电接收降压输出为手机充电。整个产品的用料非常扎实，做工一流。

---