1、無線充電到底是什么情況,怎么實現(xiàn)無線充電?
無線充電是怎么回事,顧名思義就是充電不要插線。類似與WiFi一樣,很方便。理論上可以隨時隨地給手機等電子設(shè)備供電。
但無線充電暫時還不能像WiFi一樣傳輸那么遠(yuǎn)的距離,現(xiàn)在成熟的方案只能在10mm以內(nèi)的距離實現(xiàn)無線充電,一般為3~5mm左右的距離比較好,這類無線充電的技術(shù)采用的是磁感應(yīng)無線充電技術(shù)。
隨著技術(shù)的成熟,預(yù)計在未來的2~3年,無線充電的充電距離可以達(dá)到10~30cm左右,基本可以滿足隨時隨地自由不受束縛的充電需求。
要實現(xiàn)無線充電需要一個發(fā)射端和一個接收端。
發(fā)射端就是無線充電器,接收端就是手機等。在發(fā)射端有一個線圈,接收端也需要一個線圈。發(fā)射端通過控制板和線圈發(fā)射能量,接收端通過控制板和線圈接收能量,這樣就可以實現(xiàn)無線充電。
如下圖的Nokia手機的無線充電情況,手機放在無線充電器上就可開始充電,無需通過USB接口連接充電。
只要有無線充電器和帶無線充電的手機就可以充電。無線充電器通過Micro USB連接到普通的充電器或者筆記本等就可以正常工作,把帶無線充電的手機放在上面就可以開始充電。如下圖所示,通過USB連接好無線充電器就可以充電。
2、為什么需要無線充電?
無線充電先對與傳統(tǒng)的有線充電有幾大你不得不選擇它的優(yōu)點:
1、沒有線的纏繞,簡潔美觀,看起來舒服,生活品質(zhì)更高;
2、不用經(jīng)常插拔,即放即充,方便快捷,讓你的手機永不缺電;
3、不用擔(dān)心三星和蘋果接頭不兼容的問題,支持Qi等標(biāo)準(zhǔn)的無線充電器都能充電;
4、不存在充電接聽電話觸電的風(fēng)險,完全規(guī)避了安全問題,可以隨時接聽電話;
5、讓電池工作的壽命更長,由于即放即充,讓電池用不缺電,電池壽命更長;
6、不需要有線接口,很多產(chǎn)品可以做成全封閉防水產(chǎn)品。
3、是什么原理,什么技術(shù)?
一般意義上的手機無線充電原理,就是電能轉(zhuǎn)換為磁場,磁場通過空氣傳輸,磁場再轉(zhuǎn)換為電能的過程。無線充電的原理通俗意義上的理解與變壓器有些類似,變壓器磁場耦合的回路是磁導(dǎo)體,無線充電磁場耦合的回路是空氣而已,磁介質(zhì)不同而已。
業(yè)內(nèi)無線充電一般有四大技術(shù):磁感應(yīng)技術(shù)、磁共振技術(shù)、微波技術(shù)和電場耦合技術(shù)。接觸到主要的是兩大技術(shù),磁感應(yīng)技術(shù)和磁共振技術(shù),現(xiàn)在量產(chǎn)的產(chǎn)品基本都是磁感應(yīng)技術(shù)的產(chǎn)品。
其中主流的技術(shù)是磁感應(yīng)技術(shù)和磁共振技術(shù)。一起回顧一下基本的物理知識,電場和磁場的情況。
磁感應(yīng)無線充電技術(shù)
就是當(dāng)給發(fā)射線圈通過交變的電信號,交變的電場通過發(fā)射線圈將產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場對它周圍的線圈的磁耦合作用,由法拉第電磁感應(yīng)定律得,變化的磁場將產(chǎn)生電場。
因此發(fā)射端線圈產(chǎn)生的磁場將穿過接收端線圈,接收線圈將產(chǎn)生電場,如果在接收線圈端接上負(fù)載的話將會產(chǎn)生電流。
磁共振無線充電技術(shù)
是磁感應(yīng)技術(shù)的一種特殊情況,它就類似于我們聲音的共振,當(dāng)系統(tǒng)的震蕩頻率與系統(tǒng)的固有頻率相同時就會發(fā)生共振,發(fā)生共振時,系統(tǒng)的能量強度達(dá)到最大點。
磁共振無線充電技術(shù)就是當(dāng)接收線圈的諧振頻率與發(fā)射線圈的諧振頻率一致時就發(fā)生了磁共振,能量也就從發(fā)射端傳輸?shù)搅私邮斩恕?/p>
4、無線充電效率可以達(dá)到多少,充電有多快,有沒有輻射?
這里把效率、充電速度和是否有輻射好好澄清一下,很多人有疑問和顧慮的。
充電效率?
充電效率一般指接收端和發(fā)射端一起的整體效率,但不含適配器的效率(5V適配器效率一般為90%左右)。
無線充電現(xiàn)階段的效率一般為70%左右(大部分為65%~75%),根據(jù)不同的充電器和發(fā)射器設(shè)計的好壞會有一些差異。如果把發(fā)射器和接收器分開來看,一般發(fā)射器效率為80%左右,接收器效率為90%左右,整個效率70%左右。這里的效率一般指提供500mA左右電流時的效率,此時也為最大效率的情況。
其實關(guān)于無線充電的效率與很多因素都是相關(guān)的,除了主要與無線充電器和接收端關(guān)系很大外,與適配器的好壞也有一些關(guān)系,負(fù)載情況也有一些關(guān)系。
充電快慢?
其實充電快慢與是無線充電器和有線充電器沒有直接關(guān)系。無線充電器也可以充得快的,有線充電器也有充的慢的。充電快慢是由提供恒流充電時候的充電電流的大小決定的,一般也是無線充電器的規(guī)格決定的,有些無線充電器提供的電流大,有些無線充電器提供的電流小。
一定范圍內(nèi),無線和有線是差不多的,但由于無線存在一定的效率損失,電流太大要考慮溫升的問題,手機無線充電器的充電電流一般小于1A。
無線充電器一般提供的輸出電流范圍為300mA~1000mA左右,一般最大輸出都在800mA以內(nèi)。如果提供600mA的充電電流,對應(yīng)的輸出功率為3W左右,按70%的效率計算,無線充電器的輸入功率為4.3W左右,也就是我們平時說的5W以內(nèi)的功率。適配器一般要做到5W以上,對應(yīng)為5V/1A。
輻射有多大?
輻射大小,我們暫時還沒有一個量化指標(biāo),后續(xù)也會找專業(yè)結(jié)構(gòu)測試對比一個數(shù)據(jù)分析給大家。
只是大致給大家一個概念,輻射一定有,但輻射并不大,并不用擔(dān)心。
主要是幾個原因:一是手機充電功率只有5W左右,屬于小功率;二是距離短,只有25px以內(nèi),對周圍輻射?。蝗前l(fā)射和接收端都有磁隔離片,對周圍的輻射?。凰氖枪ぷ黝l率低,工作頻率在110K~205KHz,對人體的輻射小。
5、有什么要求,是否需要過什么標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)證?
無線充電行業(yè)以前有三大標(biāo)準(zhǔn)組織,最后只剩下兩大標(biāo)準(zhǔn)組織。如果做國外的大客戶,一般需要通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證的產(chǎn)品才能銷售。
以前三大標(biāo)準(zhǔn)組織分別是:WPC、PMA和A4WP
WPC組織是成立最早的標(biāo)準(zhǔn)組織,其認(rèn)證的品牌為大家所熟悉的“Qi”標(biāo)志。
WPC2008年成立,2010年發(fā)布Qi標(biāo)準(zhǔn),2012年發(fā)布WPC1.0標(biāo)準(zhǔn),2013年發(fā)布WPC1.1標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)有會員200多家,通過認(rèn)證的產(chǎn)品400多款。
WPC最初采用的是磁感應(yīng)無線充電技術(shù),現(xiàn)在的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)都是Qi的磁感應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。市面上量產(chǎn)的,你見到的產(chǎn)品都是通過Qi認(rèn)證或兼容Qi認(rèn)證的產(chǎn)品。
核心會員(固定成員)主要有:
ConvenientPower, Fulton Innovation,PowerbyProxi, Qualcomm, Freescale, IDT, Rohm, ST, Sony, TI, Toshiba, Haier, Philips,LG, HTC, Nokia, Microsoft, Sangfei, Verizon wireless, Panasonic, SamsungElectro-Mechanics, Delphi, Leggett & Platt.
PMA是由美國的Powermat發(fā)起的,其認(rèn)證品牌為Power2.0,采用的也是磁感應(yīng)無線充電技術(shù)。
在北美,PMA標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品在麥當(dāng)娜和星巴克都有布局。現(xiàn)在有成員70多家,主要集中在歐美。
其核心會員(董事會員)主要有:
Powermat, Starbucks, AT&T, Energy Star.
A4WP是成立時間最晚的,由高通和三星發(fā)起。2013年底才發(fā)布其認(rèn)證品牌“Rezence”,但很多國際大廠紛紛加入開始主推A4WP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。
A4WP采用的是磁共振無線充電技術(shù),充電距離可以達(dá)到5cm,且支持一對多(一個發(fā)射器可以同時充多個接收電子設(shè)備),且不需要精確對位,位置相對自由。
其核心會員(董事會員)主要有:
Qualcomm, Samsung Electronics, IDT, Intel,Broadcom, WiTricity.
WPC的Qi標(biāo)準(zhǔn)與A4WP的Rezence標(biāo)準(zhǔn)的對比如下:
WPC的Qi標(biāo)準(zhǔn)
優(yōu)點:
成立時間早,會員多,產(chǎn)品成熟,生態(tài)系統(tǒng)完全,行業(yè)影響力大。
方案成本便宜,普及率高。
充電效率高,可以達(dá)到70%以上。
輻射小,安全性好。
缺點:
充電距離小,需要精確對位,只能一對一充電,但后續(xù)升級后差距不大。
A4WP的Rezence標(biāo)準(zhǔn)
優(yōu)點:
充電距離稍大,移動范圍稍大,可以一對多充電。
缺點:
發(fā)展晚,市場不夠成熟,生態(tài)系統(tǒng)還缺乏。
成本高,短期普及壓力大。
充電效率稍低,存在輻射及相關(guān)風(fēng)險等。
6、無線充電器的構(gòu)成?
無線充電器主要由三大部分構(gòu)成:主板、線圈和外殼。
其中主板直接決定無線充電器的功能和性能,是無線充電器最為核心的模塊。主板主要由主控芯片、驅(qū)動芯片、功率器件(MOS)、電阻電容及PCB板等構(gòu)成。線圈一般是標(biāo)準(zhǔn)的模塊,相關(guān)的無線充電標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格規(guī)定其結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)等。
7、無線充電器的成本和價格怎么樣?
知道了無線充電器的構(gòu)成,也就大致知道了無線充電器的成本。但由于對功能和性能要求的不同,無線充電器的成本和價格差異也會非常大。特別是通過認(rèn)證的產(chǎn)品比沒有通過認(rèn)證的產(chǎn)品會高出不少。
但可以肯定的是,無線充電器的利潤還比較高,畢竟還沒有到競爭白熱化的程度。
成本構(gòu)成大致情況如下:
價格由于不同品牌,不同品質(zhì),不同功能差異很大,加之比較敏感,就不貼上來了,諒解。
8、產(chǎn)業(yè)鏈情況,有哪些好一點的廠家?
看無線充電器產(chǎn)業(yè)鏈情況,我想重點關(guān)注一下主芯片廠商、線圈廠商、方案公司、品牌廠商等。
主芯片廠商
主芯片廠商主要為歐美廠商,***和大陸廠商也開始成熟了。
相關(guān)廠家,市場才開始,排名比較敏感,暫時略
線圈廠商
線圈廠商國外有幾家大的廠商,但由于這一塊的技術(shù)要求相對不高,國內(nèi)的廠商已經(jīng)成熟。
相關(guān)廠家,市場才開始,排名比較敏感,暫時略
方案公司
方案公司主要是采用主芯片廠商提供的主芯片研發(fā)主板,做成PCBA給終端成品廠商供貨。
相關(guān)廠家,市場才開始,排名比較敏感,暫時略
終端及品牌廠商
終端廠商大的主要有一些以前做手機配件市場的上市公司等,以前做移動電源和充電器等相關(guān)的廠商也開始介入。終端產(chǎn)品主要出國外,外貿(mào)渠道做的不錯。國內(nèi)有也幾家廠商專注無線充電產(chǎn)品的。
相關(guān)品牌,市場才開始,排名比較敏感,暫時略
無線充電行業(yè)雖然發(fā)展時間還不長,但已經(jīng)積累了一批優(yōu)秀的公司,前途不可限量。
9、 國內(nèi)外發(fā)展情況怎么樣?
無線充電市場,國外發(fā)展還不錯,國內(nèi)稍微晚一點,迄今為止有60幾款手機支持無線充電。諾基亞自從推出Lumia 920支持無線充電后,后續(xù)的手機基本支持無線充電功能。谷歌的手機基本都支持無線充電,Nexus4、Nexus5等。三星的手機預(yù)留了接收線圈的觸點。蘋果手機后續(xù)也會支持無線充電。
國內(nèi)手機廠商中興和TCL已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)的無線充電手機,各大國產(chǎn)品牌華為、魅族、小米、TCL、步步高、OPPO、聯(lián)想、金立、天宇等都在研發(fā)或開始研發(fā)相關(guān)無線充電手機。
由于高通及MTK手機主芯片廠商集成了無線充電功能,后續(xù)國內(nèi)的手機可能基本支持無線充電,以后,無線充電功能將成為手機的標(biāo)配。
整個無線充電的技術(shù)發(fā)展開始趨于成熟,相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)鏈也完整了,無線充電市場也開始火爆起來了。
無線充電市場潛力巨大,提前進(jìn)入行業(yè),且在專心經(jīng)營的一定會有豐厚的回報,但還在猶豫的一定會錯過機會。
10、除了手機,還有哪些地方可以用起來?
無線充電最大的市場是手機市場,當(dāng)然除了手機市場還有很多其他應(yīng)用領(lǐng)域,像其他消費電子產(chǎn)品市場,平板電腦、穿戴設(shè)備等。
小功率無線充電器產(chǎn)品,家居市場、辦公市場,把無線充電產(chǎn)品嵌入到家里的茶幾、書桌、床頭柜,以及辦公室的辦公桌等。
中小功率的應(yīng)用除了手機市場,還有游戲市場,玩具市場,另外還有像電動牙刷、電動剃須刀、甚至像成人用品市場等都是一個巨大的市場。
未來像中功率的無線充電產(chǎn)品,主要是未來的家電市場,像PC、TV、家用電器等市場巨大。
未來的大功率的無線充電產(chǎn)品市場,像電動汽車市場、電力市場、工業(yè)市場等。
另外像一些對防水等要求高的市場都是無線充電的一個好的應(yīng)用領(lǐng)域。
11、有哪些機會點?
機會點從幾個方面來分析,一個從投資的角度,從產(chǎn)業(yè)鏈分析,芯片、方案與終端品牌產(chǎn)品。
芯片是上游,整個無線充電的核心和利潤主要來自芯片,現(xiàn)在主要是歐美廠商,等市場慢慢成長,一定會轉(zhuǎn)到國內(nèi)的芯片廠商,這是一個巨大的機會,但也是對技術(shù)和資本挑戰(zhàn)最大的一塊。
方案公司需要專業(yè)的研發(fā)團隊,有較強的研發(fā)能力及產(chǎn)品從研發(fā)到量產(chǎn)的速度,方案公司的機會在于專業(yè)。
終端產(chǎn)品在于品牌和口碑,做出驚艷的產(chǎn)品和強大的營銷推廣能力是未來。
從另外一個角度來說,未來的機會點重點在兩個方面,一個是大客戶,一個是差異化的產(chǎn)品。
大額客戶可以帶來大訂單和穩(wěn)定的資金,可以滿足規(guī)模化,高品質(zhì)控制,高效率生產(chǎn),低成本供應(yīng)鏈情況。差異化的產(chǎn)品可以帶來豐厚的利潤。
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