Qi標(biāo)準(zhǔn)基本原理

Qi基于電磁感應(yīng)原理進(jìn)行輸電。感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的基本原理如右圖所示。這個(gè)系統(tǒng)由發(fā)射器線圈L1和接收器線圈 L2組成，兩個(gè)線圈共同構(gòu)成一個(gè)電磁耦合感應(yīng)器。發(fā)射器線圈所攜帶的交流電生成磁場(chǎng)，并通過(guò)感應(yīng)使接收器線圈產(chǎn)生電壓。這種電壓可用于為移動(dòng)設(shè)備供電或?yàn)殡姵爻潆姟?/p>本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/175169.htm

電能傳輸效率取決于感應(yīng)器之間的耦合(k)和它們的品質(zhì)(Q)。(見(jiàn)優(yōu)值因數(shù))

耦合不僅與兩個(gè)感應(yīng)器(z)之間的距離以及相對(duì)大小(D2 /D)有關(guān)，還與線圈的形狀和它們之間的角度有關(guān)(圖上無(wú)顯示)。

系統(tǒng)概述

Qi 無(wú)線充電系統(tǒng)由基站和移動(dòng)設(shè)備組成?；景粋€(gè)或多個(gè)發(fā)射器，發(fā)射器將提供用以接收的能量。移動(dòng)設(shè)備包含一個(gè)接收器用來(lái)提供電能給負(fù)載(如電池)，接收器還將為發(fā)射器提供信息。發(fā)射器內(nèi)有能量轉(zhuǎn)換單元，將電能轉(zhuǎn)換為無(wú)線能源信號(hào)，接收器內(nèi)的能量收集單元?jiǎng)t將無(wú)線能源信號(hào)轉(zhuǎn)換為電能。接收器將根據(jù)需要將電能輸送至負(fù)載，發(fā)射器根據(jù)接收器的需要適配能量傳遞。[5]

耗電量

影響耗電量的一個(gè)重要因素是充電效率。Qi的無(wú)線充電器與有線充電器的組件相同(交流轉(zhuǎn)直流電源適配器連同充電電子產(chǎn)品)，但通過(guò)無(wú)線連接取代了電源適配器與手機(jī)之間的銅線。無(wú)線連接的效率遠(yuǎn)不及銅線，但經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，無(wú)線連接至少能達(dá)到70%的傳輸效率。

而另一個(gè)因素則是待機(jī)耗電。假設(shè)這些人一直將充電器插在電源上，待機(jī)時(shí)的耗電量幾乎等于電池充電時(shí)的耗電量。而Qi大幅降低了待機(jī)功率，并演示了一個(gè)待機(jī)耗電僅0.0001瓦(100微瓦)的系統(tǒng)。

以下是Qi官網(wǎng)上的估算：

我們估計(jì)，在一般情況下，如果您用一個(gè)無(wú)線充電器取代兩個(gè)有線充電器，則無(wú)線充電器與有線充電器效率相當(dāng)。相關(guān)計(jì)算的詳情如下。

有線充電器耗電量

首先計(jì)算一個(gè)傳統(tǒng)手機(jī)充電器的耗電量。此類充電器就是所謂的“外接式電源適配器”。能源之星網(wǎng)站提供了大量數(shù)據(jù)。登錄該網(wǎng)站可以發(fā)現(xiàn)，一般情況下，符合Energy Start標(biāo)準(zhǔn)的交流轉(zhuǎn)直流電源適配器：

滿載時(shí)的效率：5瓦的電源適配器的平均效率為72%

空載時(shí)的耗電量：5瓦的電源適配器的平均耗電量為0.12瓦，一些特別好的電源適配器的耗電量?jī)H為0.01瓦。

假設(shè)您每天使用電源適配器1小時(shí)，其余時(shí)間一直將電源適配器插在電源上。充電完畢后，人們通常不會(huì)將電源適配器和底座從電源上拔出。雖然這種做法并不可取，但卻很常見(jiàn)。

由此產(chǎn)生的總耗電量如下：

充電：1小時(shí)*2瓦/72% = 2.8瓦時(shí)(假設(shè)一個(gè)5瓦的充電器在一次完整的充電中平均供電2瓦)

待機(jī)(空載)：23小時(shí)*0.12瓦 = 2.8瓦時(shí)

由此可見(jiàn)，待機(jī)耗電量在手機(jī)充電器的總耗電量中所占比重很高。

無(wú)線充電器的耗電量

我們的無(wú)線充電器同樣包含一個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源適配器。假設(shè)其效率同樣為72%以及待機(jī)耗電量同樣為0.12瓦。 [注：無(wú)線充電器的待機(jī)耗電量遠(yuǎn)低于0.12瓦，此處僅為方便對(duì)比說(shuō)明。]無(wú)線充電連接的傳輸效率一般為70%。我們假設(shè)利用該無(wú)線充電器取代2個(gè)有線充電器，總耗電量為：

充電：1小時(shí)*4瓦/ 72% / 70% = 7.9瓦時(shí)(同時(shí)為2臺(tái)裝置充電)

待機(jī)(空載)：23小時(shí)*0.12瓦 = 2.8瓦時(shí)

與有線充電器的對(duì)比

兩個(gè)有線充電器的總耗電量：2 * ( 2.8 + 2.8 ) = 11.2瓦時(shí)

一個(gè)為兩臺(tái)裝置充電的無(wú)線充電器的總耗電量：7.9 + 2.8 = 10.7瓦時(shí)

由此可見(jiàn)，兩者的總耗電量大致相當(dāng)。雖然無(wú)線傳輸?shù)男拭黠@不如銅線傳輸，但是當(dāng)利用無(wú)線充電器取代多個(gè)外接式電源適配器時(shí)，無(wú)線充電器能夠減少待機(jī)耗電。[6]

應(yīng)用

Qi可廣泛應(yīng)用于手機(jī)、MP3、照相機(jī)等手持低功率設(shè)備中。已有多款電子產(chǎn)品采用了Qi無(wú)線充電技術(shù)，代表產(chǎn)品有Nokia Lumia 920、Nokia Lumia 820(要實(shí)現(xiàn)Lumia 820無(wú)線充電，需添加Lumia 820無(wú)線充電外殼。Lumia 820官方無(wú)線充電外殼：http://www.nokia.com/cn-zh/products/accessory/cc-3041 )、LG Nexus 4。也有許多公司成為Qi標(biāo)準(zhǔn)的成員，代表公司有海爾、飛利浦、諾基亞。