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。

8月11日雷军举行了小米10周年公开演讲，并发布了小米10至尊纪念版手机，充电方面，手机内置石墨烯基蝶式快充电池，支持120W有线秒充+50W无线秒充+10W无线反向充电。此外百瓦车充、智能追踪无线充、立式无线充电宝和立式风冷无线充等一系列配件也同步推出。

小米立式风冷无线充电器从机身到包装盒，都采用了全新的黑金配色，其支持55W无线快充，40分钟即可充满小米10至尊纪念版。此外产品配有专门的支架，并内置涡轮风扇，可主动进行散热，使整个无线充电过程中温度保持在较低水平。此前充电头网已经陆陆续续对相关配件进行了评测和拆解，今天继续和大家分享这款无线充的拆解，看看其内部又是如何设计的。

一、小米立式风冷无线充外观

包装盒采用黑金配色，造型方正，全新和设计风格。盒子正面印有小米品牌logo、产品名称以及显眼的55W功率字样。

盒子顶端带有挂钩，背面印有无线充参数信息。

包装盒顶盖上设有长条小纸盒，里面装的是小米十至尊纪念版专用支架。

包装内全部东西一览，包括无线充、支架、三包凭证和使用说明书。

支架顶面是软胶垫，并做了条纹和凸起档板设计，保护手机同时避免滑落。

支架设计上借鉴榫卯灵感，底部设有凹槽，可将其嵌在无线充底座前端。

小米55W立式风冷无线充采用PC阻燃材质塑料外壳，机身棱边分明端角弧面过渡，支撑板为黑色，底座喷砂处理呈金色。

从正面看，底座前端设有LED指示灯，支撑板上下分层，采用不同的设计。

指示灯工作时亮绿光。

支撑板下端外壳哑光处理，并印有“55W”、“xiaomi”、“Xiaomi Communication Co.,Ltd. Designed by Xiaomi”，金色字体与底座相呼应。

上端外壳采用条纹设计。

侧面看去，支撑板呈阶梯状，上下端厚度差使得手机和支撑板之间有缝隙，配合支撑板中间的出风口吹风，达到主动散热效果。

支撑板背面设有网状小孔，入风窗口。

底座后端配有一个USB-C输入接口，黑色胶芯不露铜。

底座底部设有防滑胶垫，中心处标注产品参数信息

产品材质 PC

产品型号 MDY-12-EN

输入：5-20V 3.25A Max

输出：55W Max

制造商：小米通讯技术有限公司

生产商：昆山联滔电子有限公司

产品已经通过了Qi认证。

产品实际使用场景一览，如果是小米10至尊纪念版手机，则需要在底座上放上支架。

将4%电量的小米10至尊纪念版放在无线充电器上，显示“TURBO CHARGE”，表示正在进行快充。

小米10至尊纪念版支持50W无线快充，此时使用ChargerLAB POWER-Z KM001C实测无线充电器输入功率达到17.0V 3.0A 51.1W。

将63%电量的小米10 Pro放在无线充电器上，显示“TURBO CHARGE”，表示正在进行快充。

小米10 Pro支持30W无线快充，此时使用KM001C实测无线充电器输入功率达到17.9V 1.8A 31.9W。

二、小米立式风冷无线充拆解

将底部的防滑垫取下，内部有螺丝对底壳进行封装固定。

取下四角的螺丝即可将底壳打开。

PCB板和配重铁块均使用螺丝和固定柱进行固定，铁块中间区域贴有泡棉胶，红色谐振电容打胶固定散热处理。

撕掉泡棉胶，下面是导光片和黑色排线，PCB板和无线充电线圈通过排线连接。

支撑板通过铁块进行固定，拆掉铁块即可将其取下。

支撑板外壳采用卡扣封装，内置无线充电线圈和离心风扇。线圈和排线焊接，焊点涂胶保护；风扇使用螺丝固定。

PCB板正面设有两个屏蔽罩。

将屏蔽罩都拆掉，左侧屏蔽罩内是风扇和LED灯控制电路，右侧屏蔽罩内设有无线充电路。

PCB板背面一览，过孔设计增强散热，电容处镂空处理，右侧是印刷天线。

USB-C母座沉板过孔焊接，金属壳上有KRCONN字样，由深圳市精睿兴业 科技 有限公司提供。

右侧无线充控制电路一览。

USB-C口控制器采用赛普拉斯CYPD3171。 CYPD3171为赛普拉斯第三代产品CCG3PA，其内建ARM Cortex-M0处理器，64KB Flash 8KB SRAM，支持QC4.0、APPLE 2.4A，AFC、BC1.2等充电协议，负责配合无线充电器需求，动态调节适配器输出电压。

赛普拉斯CYPD3171规格资料。

伏达半导体NU1513是高度集成的数字控制器，集成了所有基本功能，以提供稳定的功率并与兼容WPC的接收器保持稳定的通信，可用于符合WPC EPP标准的30W无线充电发射器。该器件与NU1025配套的功率级IC一起构成了简单，高性能，高性价比的无线充电发射器解决方案，适用于广泛的应用。

伏达半导体NU1513资料信息。

伏达半导体NU1025是高度集成的智能全桥芯片，针对无线充电发射器解决方案进行了优化。 该器件集成了所有关键功能，例如高效功率FET，低EMI FET驱动器，自举电路，5V集成DC/DC电源，3.3V（可配置2.5V）LDO和无损电流测量。此外具有多重保护功能，采用4mm 4mm QFN封装。

伏达半导体NU1025资料信息。

威兆半导体VS3510AE，PMOS，耐压30V。

威兆半导体VS3510AE详细资料。

丝印ENCAA的降压IC，为无线充电主控等芯片供电。

0.25μF 400V CBB21薄膜谐振电容。

无线充电线圈特写，绕制紧密，中心处有热敏电阻进行温度监控。

板子左侧印刷天线。

屏蔽罩内侧是一颗IC，连接印刷天线，用于无线连接。无线充电TX和RX通信分为带内通信和带外通信，带内通信是原始的方式将通信包通过耦合线圈载波的方式加到谐振电路上；带外通信是通过蓝牙，稳定度很好，以避免无线充的丢包风险。

丝印EAS311。

24.000MHz无源晶振。

LED指示灯特写。

风扇供电插座特写。

风扇正面贴有参数贴纸，型号为B55D5HB2031，支持5V0.4A输入，来自东莞市鸿盈电子 科技 有限公司。

全部拆解完毕，来张全家福。

充电头网拆解总结

小米55W立式风冷无线充电器立式面板采用双层阶梯设计，正背面分别设有出风和入风窗口，主动散热让无线充电更稳更快。作为家族首款采用黑金配色的产品，彰显作为小米10至尊纪念版最佳无线充电配件的特殊性，55W无线快充可以40分钟便充满手机。同时它还向下兼容小米30W和20W私有无线充，也能为支持EPP协议的手机进行无线充电。

充电头网通过拆解了解到，PCB板上设有两个屏蔽罩，大屏蔽罩内是无线充控制电路，USB-C输入采用赛普拉斯CYPD3171进行控制，无线充方案采用伏达半导体NU1513+NU1025高集成无线充电方案，电路简洁功能完善；小屏蔽罩内是无线连接IC，资料不详。此外产品内部还设有配重铁，固定支撑板和稳定整个机体一举两得；线圈配有热敏电阻进行温度监控。

值得一提的是，小米55W无线充电器除了传统的线圈耦合通信之外，还创新性的增加了蓝牙通信方式，降低无线充电器和手机之间避免丢包风险。

实现了，雷蛇这次伴随新款Razer Phone2手机同步揭晓了旗下首款无线充电座，型号为RC30-025903，黑色外观，采用立式设计。

雷蛇无线充到店体验：USB-C接口、12V 2A输入-充电头网

官方给出的指导报价为99.99美金，约人民币686元，这个价格在无线充产品中不算便宜。

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