這才叫無線充電? 新 iPhone 充電距離達 - 手機討論

Ethan avatar
By Ethan
at 2016-02-26T01:02

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本人鍵盤電力電子工程師, 來分享一些個人的看法.
文長, 底下有結論, 可以END.

仔細看看Engerous公司所提出的無線充電方案, 確實十分具有革命性
跟顛覆性, 然而, 問題依然很多.


// ======================== 無線充電種類介紹 ========================

首先, 無線充電可以分成兩種:
- 近場無線充電 (Near-field):
就是近距離的那種. 這類技術其實就只是把一個變壓器分成兩半,
一半放在充電器, 另一半放在手機, 最終等效成一個汽隙(Airgap)
很大的變壓器. 也就是透過磁路(Magnetic Circuit)來連結兩邊.
能量的傳遞原則上是不發射電磁波的.
- 遠場無線充電 (Far-field):
這類型就是利用電磁波來傳遞能量. 電磁波會實際被發射出去,
接收端再來接收這電磁波. 也就是, 理論上來說, 這種技術的
接收端能夠從Wi-Fi訊號中擷取能量.

目前所有現行的無線充電技術都是近場的方式, 然而這次Engerous
公司所提出來的技術, 也就是謠傳蘋果要採用的技術, 卻是遠場的
技術.

// ================== Engerous的無線充電技術說明 ====================

如果要比較簡單的了解遠場無線充電的技術, 那我們可以用光來比喻.
遠場無線充電的充電器, 就好像一顆燈泡, 而手機就好像有一個
太陽能板一般. 燈泡發光照亮太陽能板, 太陽能板發電給手機充電.

問題是, 只有照到太陽能板的光是有效的, 其他都浪費掉, 所以說,
充電端必須要能夠做到像鐳射光一樣, 太陽能板到哪裡, 就把光集中
到哪裡.

今天Engerous做到的就是這個, 他們使用了一陣列(翻譯: 很多很多的)
的天線, 讓他的電磁波發射可以只往某一個方向發射. 還可以讓他發射
的方向跟著物體一起移動. 當然, 這種技術一直都存在, 只是沒有人把
他拿來做無線充電而已.

因此Engerous的技術基本上就是運用5GHz的ISM頻段(跟WiFi, 802.11n/ac
所使用的5GHz頻段一樣), 利用天線陣列發射集中跟高度方向性的
電磁波, 跟隨著追蹤著手機的方向, 來讓手機接收充電.

順便提一下Engerous官方所提出的充電數據:
0-5 ft (0-1.5m) 4W (等效於5V0.8A)
5-10 ft (1.5-3m) 2W (等效於5V0.4A)
10-15 ft (3-4.5m) 1W (等效於5V0.2A)

// =================== 為什麼這東西問題很大 =======================

首先, 把電磁坡集中起來最大的問題就是, 被集中的區塊電磁坡很強,
就好像同樣都是50W, 一個50W的LED燈沒什麼, 但是一個50W的雷射是
可以輕鬆的切開木板的.

所以, 要能夠在4.5公尺外蒐集到1W, 那個電磁坡強度會是非常強的.
這個強度是強到各國政府都不會允許的強. 各國在規範電磁波強度時,
用了一個叫做EIRP的數據, 這個數據就是抓電磁波最強的方向的電磁波
強度.

例如美國FCC在特殊點對點的狀況下, 允許5.8GHz ISM Band最高53 dBm
(約200W). 然而如果我們計算[email protected]公尺這種狀況下的最低EIRP, 是
1W*4*pi*(4.5m)^2/(16cm*8cm)=19,880W (你沒看錯, 約兩萬瓦)
( 1W: 接收功率, 4*pi*(4.5m)^2: 4.5公尺半徑的球形面積,
16cm*8cm: 手機接收面積 )
這已經超標了一百倍. 很明顯的, 別說健康什麼的, 法規這種最低限度
都無法通過. 這技術的可行性如何自然不用說.

順帶一題, 一般WiFi發射功率大約20~30dBm, 也就是一瓦以內, 所以
這東西大概比WiFi強了兩萬倍左右.

也許你會問, 如果法規放寬了呢? 法規之所以存在都是有原因的, 會
限制發射功率不只是健康的問題, 還有電磁干擾的問題. 我們一般的
電器, 上市前都需要自我檢測電磁相容, 確保不會被其他設備干擾.
問題是20kW(兩萬瓦)/73dBm這種發射功率, 根本跟電磁砲一樣, 一個
不小心可能就會把其他設備給打暴, 如果電磁波發射途徑中剛好有
5GHz的設備, 這種功率很有可能輕鬆的打暴該設備的RF Frontend.

再來, 這種指向性的天線陣列造價不斐, 還需要搭配大量的Power
Amplifier, 所以, 恐怕要量夠大, 才不會造成充電器比手機貴的景象.

充電速度就不說了, 4.5公尺外充電功率只有1W. iPhone 6 Plus從0%
充到滿(11.1Wh), 最少要11.1個小時(11.1Wh/1W=11.1h), 這還是假設
手機內部能量轉換效率100%的狀況下.


// ======================== 總結 ============================

1. 電磁波最少超標100倍. 比WiFi還強約上萬倍.
2. 就算法規放寬, 這東西根本電磁砲, 很容易就造成電磁干擾.
3. 成本高, 充電器價格加一個0還不夠.
4. 充電慢. 十小時.

綜合以上, 我認為, 這無線充電最多在實驗室玩玩, 或是拿來炒炒
股票, 目前還沒啥實用價值.

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Tags: 手機

All Comments

Edith avatar
By Edith
at 2016-02-27T21:16
充電系 嗨
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By Isabella
at 2016-02-29T17:30
推了 專業的
Quintina avatar
By Quintina
at 2016-03-02T13:44
專業
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By Valerie
at 2016-03-04T09:57
重新定義
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By Quanna
at 2016-03-06T06:11
先有能充電動牙刷和刮鬍刀的便宜產品再來想手機
Ivy avatar
By Ivy
at 2016-03-08T02:25
說不定蘋果有黑科技可以克服這些問題
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By Skylar Davis
at 2016-03-09T22:39
超強,神打臉 ((咦
Susan avatar
By Susan
at 2016-03-11T18:52
oppo的15分鐘充滿電實用多了
Doris avatar
By Doris
at 2016-03-13T15:06
專業推
Dorothy avatar
By Dorothy
at 2016-03-15T11:20
super vooc不知道什麼時候才會真的使用在產品上
Olive avatar
By Olive
at 2016-03-17T07:33
推專業
Erin avatar
By Erin
at 2016-03-19T03:47
專業推
Xanthe avatar
By Xanthe
at 2016-03-21T00:01
解說詳細
Ophelia avatar
By Ophelia
at 2016-03-22T20:15
你瓦力系?
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By Hardy
at 2016-03-24T16:28
看不懂 盲目推
Bethany avatar
By Bethany
at 2016-03-26T12:42
噱頭
Gilbert avatar
By Gilbert
at 2016-03-28T08:56
充電系4ni
Faithe avatar
By Faithe
at 2016-03-30T05:10
你皮卡丘?
Megan avatar
By Megan
at 2016-04-01T01:23
推專業的 坐等某人出來嗆有本事蘋果出了以後不要用
Emily avatar
By Emily
at 2016-04-02T21:37
還有電磁干擾的問題...
George avatar
By George
at 2016-04-04T17:51
>"othersHTC92: 等蘋果出了你們就不要用啊"
Jake avatar
By Jake
at 2016-04-06T14:05
專業推
Charlie avatar
By Charlie
at 2016-04-08T10:18
大推"鍵盤電力電子工程師"的專業! 但...電磁"波"不是蘇東坡的坡~嘻嘻!
Jake avatar
By Jake
at 2016-04-10T06:32
有時候真的覺得 放這種消息的人 真的很不尊重專業…
Dora avatar
By Dora
at 2016-04-12T02:46
不放出消息他們怎麼吸收資金?他們就是「刻意」的炒炒股票啊!
Thomas avatar
By Thomas
at 2016-04-13T22:59
其實這個問題很容易理解 反平方場衰退很可怕
Ethan avatar
By Ethan
at 2016-04-15T19:13
明明電塔距離夠高夠遠衰退其實就沒啥問題這個遠距離充電能夠實現功率要多大??
Jake avatar
By Jake
at 2016-04-17T15:27
買手機送電磁砲!! 買了! 這才是黑科技
Kama avatar
By Kama
at 2016-04-19T11:41
看不懂只好推惹
Adele avatar
By Adele
at 2016-04-21T07:54
如果你不小心走到手機與充電器之間 收到多少能量
Kyle avatar
By Kyle
at 2016-04-23T04:08
萬一是小朋友跟寵物 耐受量可能更低是不是要圍封鎖線防止誤入
Anonymous avatar
By Anonymous
at 2016-04-25T00:22
Queena avatar
By Queena
at 2016-04-26T20:36
專業推,看來無限充電要考古特斯拉才有可能了
Ida avatar
By Ida
at 2016-04-28T16:49
一堆人在那邊反基地台 然後說這個好棒棒
Puput avatar
By Puput
at 2016-04-30T13:03
沒那麼嚴重 http://goo.gl/Bf6dQk
Franklin avatar
By Franklin
at 2016-05-02T09:17
補推
Agatha avatar
By Agatha
at 2016-05-04T05:31
蘋果就是潮阿!
Queena avatar
By Queena
at 2016-05-06T01:44
電磁砲偶喜翻 ^ω^
Xanthe avatar
By Xanthe
at 2016-05-07T21:58
上面惡意網址 一直跳app store
Joseph avatar
By Joseph
at 2016-05-09T18:12
樓上,爽爽讀耶,沒你說的情形
Connor avatar
By Connor
at 2016-05-11T14:25
推專業
Caitlin avatar
By Caitlin
at 2016-05-13T10:39
專業推,所以就是垃圾科技罷了?
Sarah avatar
By Sarah
at 2016-05-15T06:53
原來是電磁砲 我還以為是無線充電
Oscar avatar
By Oscar
at 2016-05-17T03:07
推 美琴我der
Sarah avatar
By Sarah
at 2016-05-18T23:20
Irma avatar
By Irma
at 2016-05-20T19:34
專業 長見識
Leila avatar
By Leila
at 2016-05-22T15:48
Poppy avatar
By Poppy
at 2016-05-24T12:02
輕鬆弄懂推
Hamiltion avatar
By Hamiltion
at 2016-05-26T08:15
我只看到家中能常備一個傲嬌電磁炮 可惡想買
Bethany avatar
By Bethany
at 2016-05-28T04:29
原來是雷射砲啊 我還以為是充電器呢 還不買一個*電磁砲
Carolina Franco avatar
By Carolina Franco
at 2016-05-30T00:43
推專業
Isabella avatar
By Isabella
at 2016-05-31T20:57
沒看到Qi1.2都出來了嗎,而且是磁共振技術,也可以達到遠距離充電
Hamiltion avatar
By Hamiltion
at 2016-06-02T17:10
買手機送超電磁炮? 完全沒問題 什麼時候上市
Freda avatar
By Freda
at 2016-06-04T13:24
這個專業%%%
Edith avatar
By Edith
at 2016-06-06T09:38
拿來當武器,往別人家打0.0
Mia avatar
By Mia
at 2016-06-08T05:51
趕快推,不然以為我看不懂
Heather avatar
By Heather
at 2016-06-10T02:05
拿去掃別人家窗子說不定幹爆一堆電器 xd
Selena avatar
By Selena
at 2016-06-11T22:19
apple重新定義軍火業
Valerie avatar
By Valerie
at 2016-06-13T18:33
專業推!
Mia avatar
By Mia
at 2016-06-15T14:46
apple出的就是潮 果迷哪管那麼多
Oliver avatar
By Oliver
at 2016-06-17T11:00
5GHz的 EMP cannon, 超潮der
Robert avatar
By Robert
at 2016-06-19T07:14
人手一台電磁砲好潮喔喔喔
Candice avatar
By Candice
at 2016-06-21T03:28
充電系肯定是你了
Isla avatar
By Isla
at 2016-06-22T23:41
igun 殺人於無形 快給我來100支
Suhail Hany avatar
By Suhail Hany
at 2016-06-24T19:55
結果出了一個4.4公尺的無線充電板,結案
Enid avatar
By Enid
at 2016-06-26T16:09
Mary avatar
By Mary
at 2016-06-28T12:23
via20的連結基本上還是屬於近場充電吧
Caroline avatar
By Caroline
at 2016-06-30T08:36
推個
Barb Cronin avatar
By Barb Cronin
at 2016-07-02T04:50
你有蘋果工程師厲害嗎
Caroline avatar
By Caroline
at 2016-07-04T01:04
打太大力了,果彌頭都掉了
Faithe avatar
By Faithe
at 2016-07-05T21:17
果迷褲子都脫了 你現在跟他們說這個?
Andrew avatar
By Andrew
at 2016-07-07T17:31
推說明
Annie avatar
By Annie
at 2016-07-09T13:45
記者譚偉晟
Charlotte avatar
By Charlotte
at 2016-07-11T09:59
專業給推
Mary avatar
By Mary
at 2016-07-13T06:12
電磁砲XDDDD
Edwina avatar
By Edwina
at 2016-07-15T02:26
就決定是你了!皮卡丘!
Linda avatar
By Linda
at 2016-07-16T22:40
解說的真詳細,充電系的。 長知識
Blanche avatar
By Blanche
at 2016-07-18T18:54
推專業
Ula avatar
By Ula
at 2016-07-20T15:07
改成多點發射,攤提成一百個發射器分散四周
Zanna avatar
By Zanna
at 2016-07-22T11:21
每個點各自追蹤手機發射訊號,手機端就能集中能量
Heather avatar
By Heather
at 2016-07-24T07:35
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By Anonymous
at 2016-07-26T03:49
好專業
Odelette avatar
By Odelette
at 2016-07-28T00:02
之前看他們的專利就快笑死。他們的顧問還是當年motorola發明手機的大老Orz
Caroline avatar
By Caroline
at 2016-07-29T20:16
你的公式套錯了,當然結論也是錯的
Erin avatar
By Erin
at 2016-07-31T16:30
EIRP的單位是dBW,你用19880W的值來說他超標百倍?
Lucy avatar
By Lucy
at 2016-08-02T12:43
他就只是一般Wifi使用的功率而已,想太多
Hardy avatar
By Hardy
at 2016-08-04T08:57
他們的無線充電裝置早就通過FCC認證好嗎
Joseph avatar
By Joseph
at 2016-08-06T05:11
好文 推
Joe avatar
By Joe
at 2016-08-08T01:25
電波女4ni
Megan avatar
By Megan
at 2016-08-09T21:38
專業推
Christine avatar
By Christine
at 2016-08-11T17:52
iphone重新定法規,順便把其他設備打爆
Gary avatar
By Gary
at 2016-08-13T14:06
專業推
Dora avatar
By Dora
at 2016-08-15T10:20
Charlotte avatar
By Charlotte
at 2016-08-17T06:33
好神ㄚ!!!
Emily avatar
By Emily
at 2016-08-19T02:47
已存檔,Apple推出產品時這篇剛好拿來當簽名檔
Bethany avatar
By Bethany
at 2016-08-20T23:01
Leila avatar
By Leila
at 2016-08-22T19:15
好文推 不過果粉會崩潰
Ethan avatar
By Ethan
at 2016-08-24T15:28
我對代公式的那一段不太清楚 我用您的計算公式來理解的話
Emily avatar
By Emily
at 2016-08-26T11:42
是一個點天線對外產生輻射(全方位) 所以才會到近兩萬瓦 但前面有提到利用天線陣列來提升方向性 那實際上會有那麼大的功率嗎? 或是這其實跟EIRP的定義有關? 謝謝
Eartha avatar
By Eartha
at 2016-08-28T07:56
裹粉都心都碎光了 別這樣
David avatar
By David
at 2016-08-30T04:09
好文推!
Carol avatar
By Carol
at 2016-09-01T00:23
專業
Lydia avatar
By Lydia
at 2016-09-02T20:37
可以請教您的公式來源嗎 除以接收面積看不懂
Andrew avatar
By Andrew
at 2016-09-04T16:51
沒錯 就是電磁炮

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Aaliyah avatar
By Aaliyah
at 2016-02-26T00:41
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