于 2024 年 9 月推出的 Qi 2.1 无线充电联盟标准,旨在解决该技术所面临的主要挑战,包括对准问题、跨设备兼容性和低效的电力传输。随着 Qi 技术在全球超过 1100 个产品系列和 15 亿台设备基础上不断扩展,制造商现在必须验证三个关键要素:主动对齐功率曲线、磁性附件盖性能以及负载质量因数测量,以确保不同设备形态的效率保持一致。
主动对齐功率配置 (APP):优化充电的动态定位
主动对准功率曲线(APP)也被称为动圈技术,代表了 Qi 2.1 的重大突破。该功能使传输器能根据设备移动而调整角度,优化与接收器的对准。Qi 2.1 之前的无线充电器因对准错失而导致充电速度明显降低,甚至造成发热或充电失败的现象。此缺陷在车辆等动态较多的环境中因位置干扰而明显放大。
APP 技术通过发送小脉冲信号来定位手机线圈,从而对准传输器线圈,并通过持续的位置信息监控与调整来优化充电效率。支持 APP 的充电器无需精确手动放置,即可自动检测接收器位置并优化充电线圈对齐。这确保即便在如车辆仪表板这类振动与移动频繁的环境中,或在昏暗光线下的床头柜上,保持稳定的充电率。对于制造商而言,APP 技术为充电解决方案提供了更多灵活性,确保不同环境下都能保持高效充电。
APP(动圈)符合性测试的新测试用例包括:
- 主动对准功能与对准检查
- 初始对准验证
- 重新对准功能
- 隐蔽对准性能
- 更新对准能力
- 利用摄像头凸点模拟进行 LQK 验证
磁性盖电源配置文件:拓展至非原生设备的兼容性
在 Qi 2.1 推出之前,没有内置磁性对准功能的设备往往无法实现理想的 15W 充电速率。虽然最初的 Qi2 标准要求设备根据磁功率分布(MPP)内置磁铁,但由于设备的厚度、重量及多种磁场设计考量,许多制造商最终未能将 Qi2 技术纳入产品设计中。
WPC 推出的 MCPE 和 MCPM 规范,旨在通过允许非磁性 BPP(基准功率分布)和 EPP(扩展功率分布)设备用户借助手机壳内的磁铁实现 MPP 优势,从而解决上述问题。相关规范明确了磁场强度、极性和定位等要求,使配件制造商能够设计兼容 Qi 的外壳,并有效提升充电性能。
借助“Qi Ready”标签,制造商无需内置磁铁也可加入 Qi2 生态系统。根据新的分类方式,支持 MPP 的设备将贴上 Qi 标识,而不支持磁吸功能的非磁性版本,即使符合 2.0.0 或更高版本规范,依然仅标注为 Qi。
该标签有望促进手机配件标准化,进一步减少诸如第三方外壳与充电线圈对不齐等常见问题。对于消费者而言,这意味着在不牺牲充电性能的前提下,享有更高的使用灵活性;而对于配件制造商来说,也拓展了高端充电优化外壳的市场机会。
新的磁性盖板产品 MCPE/MCPM 符合性测试包括:
- 磁性盖存在检查
- 不同坐标下的位置转换测试
- 与 EPP 和 MPP 标准的兼容性测试
在测试过程中,手机与外壳被视为一个组合的受测设备(DUT)。EPP 手机需在未搭配 MCPE 外壳的情况下通过所有 EPP 测试,而搭配 MCPE 外壳的手机组合则必须通过 MPP 测试。对于搭配 MPP 手机的 MCPM 外壳,也需满足类似的测试要求。
增强互操作性与负载质量评估
Qi 2.1 通过改进对齐协议并引入全面的 LQK 测试,显著提升了不同功率配置(BPP、EPP 和 MPP)之间的互操作性,确保在多样化的 Qi 认证设备生态中实现一致性能表现。LQK 测试可量化设计因素(如摄像头凸起、厚重外壳或不规则背部)对传输器与接收器磁耦合效率的影响。
例如,为保护镜头所设置的光学组件可能在手机与充电器之间形成气隙,从而增加充电线圈之间的垂直距离(Dz)。Dz 值偏高会导致温度升高,甚至引发错误的异物检测(FOD)警报。LQK 测试通过评估线圈阻抗、耦合系数变化、功率传输效率以及代表性机械阻碍(RMO)等参数,更贴近真实使用场景,而非理想化实验环境。这不仅为制造商提供更明确的设计指引,也为消费者提供更高的 Qi 认证充电效率保障。
Qi 2.1 加强了互操作性测试,以确保不同功率配置间的兼容性:
- PTX.CPX 测试:用于确认处理
- MPP.PTX 测试:用于功率控制和异常情况处理
- 用于验证特殊 PTx 标识符的测试
增强投资回报率:早期采用 Qi 2.1 的战略优势
Qi 2.1 在主动对齐方面的突破为产品差异化创造了全新机遇,进一步提升用户体验。解决充电性能不稳定的问题,有助于促使观望用户下定决心购买;而磁性盖板功率分布(MCP)则为配件制造商打开了全新的营收渠道。
随着 Qi 2.2 有望推出支持 25W MPP 的设备,以及三星、谷歌等主流 Android 厂商在 2025 年 CES 上正式宣布加入 Qi2 生态系统,市场显然正朝着更高功率传输和更强互操作性的方向加速演进。
通过与具备丰富经验的测试实验室与测试设备供应商合作,制造商不仅能加快产品开发进程,还能确保标准一致性并优化真实场景下的充电表现。面对由新一代无线充电标准所定义的更广阔市场,现在正是加速布局的最佳时机。
Wireless Power Consortium, Inc. (WPC) 在全球多个司法管辖区拥有“Qi”商标的所有权。欲了解更多信息,请访问 WPC 官方网站。