Qi

 　　1简介

　　Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟(Wireless Power Consortium，以下简称“联盟”)推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。首先，不同品牌的产品，只要有一个Qi的标识，都可以用Qi无线充电器充电。其次，它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈，在不久的将来，手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。 "Qi"这个图标是汉语中“气”的拼音(Qi)，含义为是“在亚洲哲学中代表“元气”-一股无形的能量 。

　　2发布

　　国际无线充电联盟(Wireless Power Consortium，WPC)2010年8月31日上午在北京钓鱼台国宾馆发布Qi无线充电国际标准，将该标准引入中国。

　　3技术

　　基本原理

　　Qi基于电磁感应原理进行输电。感应耦合电能传输系统的基本原理如右图所示。这个系统由发射器线圈L1和接收器线圈L2组成，两个线圈共同构成一个电磁耦合感应器。发射器线圈所携带的交流电生成磁场，并通过感应使接收器线圈产生电压。这种电压可用于为移动设备供电或为电池充电。

　　电能传输效率取决于感应器之间的耦合(k)和它们的品质(Q)。(见优值因数)

　　耦合不仅与两个感应器(z)之间的距离以及相对大小(D2 /D)有关，还与线圈的形状和它们之间的角度有关(图上无显示)。

　　系统概述

　　Qi无线充电系统由基站和移动设备组成。基站包含一个或多个发射器，发射器将提供用以接收的能量。移动设备包含一个接收器用来提供电能给负载(如电池)，接收器还将为发射器提供信息。发射器内有能量转换单元，将电能转换为无线能源信号，接收器内的能量收集单元则将无线能源信号转换为电能。接收器将根据需要将电能输送至负载，发射器根据接收器的需要适配能量传递。[5]

　　耗电量

　　影响耗电量的一个重要因素是充电效率。Qi的无线充电器与有线充电器的组件相同(交流转直流电源适配器连同充电电子产品)，但通过无线连接取代了电源适配器与手机之间的铜线。无线连接的效率远不及铜线，但经过精心设计，无线连接至少能达到70%的传输效率。

　　而另一个因素则是待机耗电。假设这些人一直将充电器插在电源上，待机时的耗电量几乎等于电池充电时的耗电量。而Qi大幅降低了待机功率，并演示了一个待机耗电仅0.0001瓦(100微瓦)的系统。

　　以下是Qi官网上的估算：

　　我们估计，在一般情况下，如果您用一个无线充电器取代两个有线充电器，则无线充电器与有线充电器效率相当。相关计算的详情如下。

　　有线充电器耗电量

　　首先计算一个传统手机充电器的耗电量。此类充电器就是所谓的“外接式电源适配器”。能源之星网站提供了大量数据。登录该网站可以发现，一般情况下，符合Energy Star标准的交流转直流电源适配器：

　　满载时的效率：5瓦的电源适配器的平均效率为72%

　　空载时的耗电量：5瓦的电源适配器的平均耗电量为0.12瓦，一些特别好的电源适配器的耗电量仅为0.01瓦。

　　假设您每天使用电源适配器1小时，其余时间一直将电源适配器插在电源上。充电完毕后，人们通常不会将电源适配器和底座从电源上拔出。虽然这种做法并不可取，但却很常见。

　　由此产生的总耗电量如下：

　　充电：1小时*2瓦/72% = 2.8瓦时(假设一个5瓦的充电器在一次完整的充电中平均供电2瓦)

　　待机(空载)：23小时*0.12瓦 = 2.8瓦时

　　由此可见，待机耗电量在手机充电器的总耗电量中所占比重很高。

　　无线充电器的耗电量

　　我们的无线充电器同样包含一个交流转直流电源适配器。假设其效率同样为72%以及待机耗电量同样为0.12瓦。[注：无线充电器的待机耗电量远低于0.12瓦，此处仅为方便对比说明。]无线充电连接的传输效率一般为70%。我们假设利用该无线充电器取代2个有线充电器，总耗电量为：

　　充电：1小时*4瓦/ 72% / 70% = 7.9瓦时(同时为2台装置充电)

　　待机(空载)：23小时*0.12瓦 = 2.8瓦时

　　与有线充电器的对比

　　两个有线充电器的总耗电量：2 * ( 2.8 + 2.8 ) = 11.2瓦时

　　一个为两台装置充电的无线充电器的总耗电量：7.9 + 2.8 = 10.7瓦时

　　由此可见，两者的总耗电量大致相当。虽然无线传输的效率明显不如铜线传输，但是当利用无线充电器取代多个外接式电源适配器时，无线充电器能够减少待机耗电。

　　应用

　　Qi可广泛应用于手机、MP3、照相机等手持低功率设备中。已有多款电子产品采用了Qi无线充电技术，代表产品有Nokia Lumia 920、Nokia Lumia 820(要实现Lumia 820无线充电，需添加Lumia 820无线)。也有许多公司成为Qi标准的成员，代表公司有海尔、飞利浦、诺基亚。

　　4展望

　　Qi现阶段的设计目的是为5W以下的电子产品提供无线电力供应，供电效率已有70%左右，相较常用的直流电源适配器72%的平均效率相差不远。而在远景计划中，WPC计划将Qi充电站植入到家庭、汽车、火车等各个公共场所，从而让消费者可以随时随地、方便快捷地享受无线充电带来的无限便捷。