產業洞見

Qi 無線充電到底有多安全?它是否可對電池和設備造成損害?

作者:GRL Team | 2023/8/30 上午 03:39:06

Granite River Labs, GRL
Rajaraman Venkatachalam

無線充電給我們的生活帶來的便利有目共睹。只需把智能手機和智能手錶等設備放在充電板上,就能輕鬆進行充電,無需在凌亂的桌子上或抽屜裡尋找電纜。只要您所在的地方擁有一台無線充電板,您僅需要隨身攜帶您的個人設備即可。


無線充電是如何運作的?


緊耦合電磁感應


無線充電是電能通過電磁感應從充電板傳輸至設備的過程,即在無線充電發射器和接收器之間產生磁場。當產生的磁場與接收設備中的銅線圈相互作用時,電流產生,從而使電池充電。


目前最常見的無線充電形式是一種被稱為耦合電磁感應充電的子類別,要求傳輸和接收的銅線圈必須對齊並保持緊密接近,才能實現有效充電。若出現錯位,充電速度會顯著減緩,甚至導致充電完全中斷。為了克服這個問題,流行的無線充電標準,如 MagSafe 和 Qi2,利用磁鐵將充電器和設備固定在最佳位置。


無線充電會對手機造成傷害嗎?


無線充電產生的熱量


人們常常誤解無線充電由於產生熱量對手機電池有害。儘管電磁感應產生的熱量確實比傳統有線充電更多,但通過仔細管理可以減輕由此產生的影響。例如,Qi 認證的無線充電器為了熱量管理需要,必須調整充電速度,一旦檢測到過多的熱量,充電速度會立即降低。此外,手機電池通常通過一層隔熱層與銅充電線圈隔開。結果是,在正常情況下,智能手機電池的溫度通常可以保持在安全範圍內。


無線充電會影響電池充電週期嗎?


電池充電週期是指充電電池在失去充電能力之前可以完全充電的次數。充電週期完成後,電池從完全充電到完全放電。因此,將電池從50%充至100%只會使用掉電池週期的一半。由於電池充電週期受充電次數而非充電方法的影響,所以無線充電不會損害設備的電池。消費者唯一需要擔心的是全天持續充電,或在設備達到最大充電容量後仍然繼續充電。每次給電池充電時,釋放的能量會導致鋰離子從石墨層移動到鋰鈷氧化物層。從長遠來看,過度充電會拉出100%的鋰離子,並破壞電池的內部結構。因此,大多數智能手機電池管理系統會即使電池連接到充電器上也會阻止電流進入已充滿電的電池。


如何保持電池健康?


專家建議盡可能把電池保持在50%的電量,以延長其壽命。因為50%的容量是鋰離子保持平衡的狀態,對電池的壓力最小。有趣的是,一些智能手機設計了在電池容量達到90%時降低充電速度,以減少這種壓力。


無線充電是否存在安全隱患?


據報導,曾發生過無線充電器因安全問題而被召回的事件。報告中提到的風險包括火災、電擊、受傷以及對手機和周圍財產的損害。因此,製造商還警告消費者不要在充電設備旁邊睡覺,也不要將其放置在通風不良的地方,比如毯子或枕頭下面。


無線充電時應採取哪些預防措施?


當像硬幣、信用卡或其他金屬物體這樣的異物阻礙了發射器和接收器之間的空間時,充電器可對使用者造成傷害。這些異物會從產生的磁場中獲取能量,並以熱量的形式釋放出來,這可能對設備和用戶造成損害。

對於製造商和消費者而言,最可靠的降低風險的方法就是確保其設備符合公認的充電標準,這樣就能確保必要的安全機制能在情況失控之前關閉充電過程。


警告:未經認證的 Qi 無線充電器發射器所可能帶來的風險


通過 Qi 認證的無線充電器具有內置安全機制,檢測到異物後會自動減緩或切斷電力供應以避免事故。相反的,未受到 Qi 認證的充電器具未必有類似的安全機制。可見,標準化的生產流程對設置安全以及製造商和分銷商的聲譽機關重要。


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關於作者


Rajaraman Venkatachalam,協議和電源解決方案執行副總裁


Raja 在 GRL、泰克、英特爾和 Prodigy Technovations 任職超過 23 年,領導高速數字接口自動化測試解決方案的開發。 Raja 在矽片後驗證方法以及開發電氣和協議合規性測試工具方面經驗豐富,是 HDMI、MHL、DisplayPort、UniPro、PCI Express、SD、I2C、SPI、UART 和 MMC 方面的專家。