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解密小米9:如何实现全球首款20W无线闪充?
2022-09-01

手机无线充电,此前受制于功率一直无法达到像有线充电这样的等级导致充电速度过慢,所以无线一直无法替代有线的方式。小米9支持全球首款20W无线快充,30分钟即可充电40%,约一个半小时就能充满整部手机,充电效率直逼有线充电。无线充电究竟是什么?小米9的全球首款20W无线快充究竟是如何实现的?

手机无线充电的原理是什么?

如今市面上实现无线充电的方式有很多种:电磁感应式、电场耦合式、磁共振和无线电波传输等,目前在智能手机上使用频率最高、最普及的就是电磁感应式无线充电,小米9的无线充电技术采用的就是这种方式。

如上图所示,电磁感应式无线充电的原理非常简单:当无线充电器的送电线圈的电流通过线圈时会产生磁场,而我们手机端的受电线圈虽然没有通电,但是当它靠近送电线圈时,由于电磁感应原理,送电线圈所产生的磁场时就会让受电线圈产生电流,从而为智能手机进行无线充电。

小米9的20W无线快充是如何实现的?

此次小米9全球首发20W无线充电,充电效率直逼有线快充,使用体验更好,很有希望将无线充电作为用户为手机补充电量的主流方式。

小米9能够实现全球首发20W无线充电的关键在于采用了和有线快充相同的半压直充方案,也就是我们常说的电荷泵(charge pump)技术。我们知道,目前市面上手机的快充方案分为高压低电流和低压大电流两种。而电荷泵技术是为了实现既能高压充电又能使用大电流的方案,它作为一种DC-DC(直流-直流)转换器,利用电容作为储能元件,用来进行电压变换,其转化的效率非常高,几乎接近100%!

小米9 20W无线充电底座的最大输出功率大约为20W,让手机端以15V/1.34A的接收功率输入。中间级再采用95%的高效率DC-DC(直流-直流)(buck)降压至2倍电池电压,它还可以实现20mV精细调压来保证下一级电荷泵充电的稳定性。后级采用电荷泵技术进行2:1变压操作将电量充进锂电池内,这个中间的转化效率高达97%-98%。

整个20W无线充电的过程可以概括为在小米9从接收芯片至电池之前,通过两级降压把15V的接收电压降至电池电压,而这个过程中的电荷泵以超高转化效率完成了半压输出,这也是小米把有线快充技术应用至无线充电的一种全新尝试。

同时为了增加电磁转化效率,此次小米还首次设计和定制了20W接收端线圈规格,选用5层纳米晶+多股绕线技术全面提升线圈参数:5层纳米晶让无线充电底座线圈产生的磁场更加密集得聚集于接收端线圈周围;多股绕线技术则能够避免避免趋肤效应的产生,有效降低了无线充电过程中线圈部分的功率损耗,大幅提升了线圈的传输效率。这两项技术可以让小米9在无线充电时降低温升约2摄氏度。

并且小米9还在发送端也就是无线充电底座上采用更优的调频和调电压的功率控制方式,最大程度实现高效率的无线充电。小米9此次也通过了德国莱茵TÜV安全快充系统认证2.0。

小米9无线快充PK小米8有线快充

实际使用中小米9的20W快充表现如何?我们不妨通过对比小米8的有线充电来一探究竟。

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两款电池容量相差无几的手机,最终完成表显100%充电时间小米9比小米8快了4分钟。小米9的20W无线快充比小米8的18W有线充电还要快。

三大旗舰无线充电速度大比拼:小米9完胜

下面我们再来横向对比下目前三款主流旗舰手机的无线充电速度:小米9、友商Mate 20 Pro以及iPhone XS Max。

近几年智能手机的无线充电功率一直在不断提升中,此前苹果的7.5W没领先多久,华为就将功率翻了一番,达到了15W,如今小米又推出了20W无线闪充,可谓发展十分迅猛。功率的提升带来的直接效果就是无线充电时间的大幅缩短,这也印证了上述的测试结果:小米9以1小时30分钟充满,友商Mate 20 Pro花了2小时4分钟,iPhone XS Max则花费了整整4小时17分钟才充满电。​​​

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