在 Apple 的 AirPower 計劃失敗后，這家總部位于庫比蒂諾的公司似乎正在為推進(jìn)實(shí)現(xiàn)多個設(shè)備的“反向充電”而努力。

　　與其合作伙伴 Belkin 合作，Apple 正在多設(shè)備無線充電技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行另一次嘗試。

　　該公司最近申請了一項專利，將無線充電功能整合到其 Macbook 和 iPad 產(chǎn)品中。通過這些即將推出的解決方案，Apple 希望重新設(shè)計AirPower ，以解決相關(guān)問題，并提供符合全球標(biāo)準(zhǔn)的更高效、更高性能的無線充電平臺。

　　使用 Apple Macbook 為移動設(shè)備無線充電。

　　圖片由Patently Apple 提供

　　據(jù)彭博社報道，新的充電技術(shù)將支持水平充電，并將 Apple Watch Series 7 的充電速度提高 33%。

　　為什么AirPower 一開始就失敗了？蘋果如何憑借其最近獲得的專利重新接近無線充電？

　　為什么蘋果的第一款無線充電器失敗了

　　要了解 AirPower 失敗的原因，回顧該技術(shù)背后的原理可能會有所幫助。無線電力傳輸 (WPT) 的兩種最常見方法包括電磁感應(yīng)和磁共振。

　　Qi 標(biāo)準(zhǔn)所依賴的電磁感應(yīng)可提供低功率傳輸，因?yàn)樗鼪]有通用的變壓器磁芯。傳輸線圈和接收線圈之間的距離和定向不當(dāng)會對這種方法的效率產(chǎn)生不利影響。

　　另一種方法是磁共振，它通過將串聯(lián)電容器集成到傳輸和接收線圈中而不受距離和方向的影響。這些電容器以相似的頻率諧振以持續(xù)提供高效的 WPT。

　　Apple 的 AirPower 中的重疊傳輸線圈。

　　圖片由美國專利申請出版物提供

　　由于 Apple 沒有正式說明停掉AirPower 項目的具體原因，許多猜測浮出水面——大部分都指向過熱問題。AirPower 采用電磁感應(yīng)方式進(jìn)行 WPT。然而，為了滿足在不考慮位置或?qū)R的情況下為多個設(shè)備高效充電，Apple 在 AirPower 中加入了多個重疊的傳輸線圈。

　　這一決定導(dǎo)致了一些功能問題，包括線圈感應(yīng)干擾、電力浪費(fèi)和大量發(fā)熱。此外，該設(shè)備需要大電流才能滿足多設(shè)備無線充電需求。由于 Apple 工程師無法為這些挑戰(zhàn)提供足夠的解決方案，該公司取消了 AirPower 的發(fā)布。

　　多設(shè)備無線充電的挑戰(zhàn)

　　Qi 是由無線電力聯(lián)盟開發(fā)的無線充電標(biāo)準(zhǔn)。盡管 Qi 標(biāo)準(zhǔn)提供了一些關(guān)鍵優(yōu)勢，包括安全性和兼容性，但其嚴(yán)格的要求限制了一些應(yīng)用，例如自由定位和多設(shè)備充電。

　　在開始充電之前，Qi 標(biāo)準(zhǔn)要求無線充電器和移動設(shè)備中的發(fā)射線圈和接收線圈分別正確對齊。這種嚴(yán)格的要求會降低效率和便利性，阻礙用戶輕松充電體驗(yàn)的想法。

　　此外，制造商發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)多設(shè)備充電具有挑戰(zhàn)性，這取決于自由定位。自由定位技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn)，包括線圈錯位、磁場干擾以及無線充電協(xié)議的有限采用。

　　Qi 線圈需要正確對齊才能有效充電。

　　圖片由Aira 提供

　　發(fā)射和接收線圈中心的孔，通常被稱為“熱點(diǎn)”或“最佳位置”，是線圈中最活躍的區(qū)域。Qi 標(biāo)準(zhǔn)要求正確對齊這些點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)高效充電，這阻礙了多設(shè)備充電。

　　許多制造商試圖通過在無線充電器中加入多個發(fā)射線圈陣列來規(guī)避這個問題。盡管如此，設(shè)備制造商發(fā)現(xiàn)滿足自由位置、多設(shè)備充電線圈矩陣的三個最高要求具有挑戰(zhàn)性：高精度、可制造性和薄。

　　此外，由于多設(shè)備充電需要在同一個墊子上同時傳輸多個最佳傳輸點(diǎn)，因此為每個設(shè)備快速定位最佳傳輸點(diǎn)是一個挑戰(zhàn)，會對用戶體驗(yàn)產(chǎn)生不利影響。

　　蘋果會在充電板上再次搖擺嗎？

　　盡管蘋果在 2019 年結(jié)束了其 AirPower 項目，但該公司仍在繼續(xù)致力于其無線充電解決方案。這項持續(xù)工作的一個明確跡象是其最近獲得的美國感應(yīng)功率傳輸 (IPT) 專利。這種 IPT 技術(shù)包括一個感應(yīng)電能發(fā)射線圈和一個感應(yīng)電能接收線圈。

　　借助這項更新的技術(shù)，Apple 如何解決 AirPower 面臨的設(shè)計問題？

　　蘋果希望融入這個新解決方案的一個關(guān)鍵功能是所謂的反向充電。MacBook 和 iPad 設(shè)備將能夠?qū)Χ喾N移動設(shè)備進(jìn)行反向充電，包括手機(jī)、手表、電子手寫筆、遙控器、耳塞等。此功能允許在充電期間或之后在 Apple 設(shè)備之間進(jìn)行電力傳輸。

　　此外，Apple 計劃在其無線充電板中集成可檢測傳感元件和其他組件。這些傳感元件將通過壓力傳感定位電子設(shè)備并檢測方向，有望提高自由定位和多設(shè)備充電的效率。

　　通過壓力傳感進(jìn)行位置和方向檢測。

　　圖像（修改）由Patently Apple 提供

　　該專利從電氣工程的角度描述了 Apple 旨在通過其新的無線充電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。該技術(shù)將包含一個感應(yīng)電力傳輸系統(tǒng)——包括一個電力傳輸線圈和傳輸、檢測和控制電路。

　　IPT 的強(qiáng)度取決于以下幾個因素：

　　WPT效率

　　發(fā)射線圈束縛 AC 的峰值和 RMS 幅度

　　接收線圈 AC 的峰值和 RMS 幅度

　　感應(yīng)電源接收器輸出直流的幅度

　　IPT 的典型框圖。

　　圖像（修改）由Patently Apple 提供

　　此外，該技術(shù)旨在通過一種可以檢測、控制和響應(yīng)預(yù)期設(shè)備 WPT 的方法來控制感應(yīng)功率發(fā)射器。Apple 的創(chuàng)新可能包括充電墊，它既可以作為獨(dú)立設(shè)備使用，也可以并入其他平臺，例如家具、筆記本電腦、平板電腦或其他電子設(shè)備。

　　細(xì)節(jié)仍在保密中

　　許多工程師仍然認(rèn)為真正的無線充電是一個神話?，F(xiàn)在，蘋果希望讓這項技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。由于過去 AirPower 的失敗，該公司將利用新方法來實(shí)現(xiàn)無線充電，尤其是針對多個移動設(shè)備。

　　除了集成可檢測的傳感元件外，如果 Apple 成功將其關(guān)閉，該設(shè)備的反向充電能力將使其比 AirPower 更高效、性能更高。盡管蘋果尚未正式宣布這項技術(shù)的發(fā)布日期，但彭博社報道稱，該公司將在未來一兩年內(nèi)發(fā)布更多細(xì)節(jié)。