如今中高端智能手機都逐漸開始普及兩個非常實用的技術,NFC和無線充電,前者可以刷公交或門禁,后者可以擺脫線纜的束縛隨時補電,通過反向無線充電技術還能臨時給其他設備充電。
在過去的很長一段時間里,NFC和無線充電都處于井水不犯河水的和諧狀態,但最近NFC標準官方組織NFC論壇卻打破了這個局面,賦予了NFC無線充電的功能,開始搶起好基友的飯碗了。
NFC是個啥
NFC(Near Field Communication,近場通信)是一種短距離的高頻無線通信技術,允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸,在10cm內的距離里交換數據。當手機內置了NFC硬件模塊之后,它就能有機會實現以下三種功能:
點對點模式(P2P Mode):我們可以將這個模式理解為雙向數據分享,也就是兩個NFC終端互相交換數據,它主要用于作為藍牙和無線連接的初始驗證。
讀卡器模式(Reader/Writer Mode):NFC模塊的讀卡器模式,就是可以像讀卡器一般,讀取電子標簽的相關信息、實現NFC手機之間的數據交換或是讀取其他IC卡內的數據。
卡模擬模式:支持該模式的NFC通常會被稱為“全功能NFC”,可以虛擬銀行卡、公交卡和未加密的門禁卡,現在的新品手機幾乎都支持這一模式。
關鍵的線圈
智能手機身上的NFC模塊通常包括完整的CLF(非接前端模塊)、射頻天線和SE(安全區域)等單元,而給我們最深刻印象的無疑就是一條醒目的線圈。
其工作原理是基于電感的互耦合,有規律的改變線圈的阻抗從而有規律的改變電感初級線圈的負載,從而讓讀卡器端(可以是手機,也可以是公交閘機等)內的線圈讀取出需要的信息。
跨界的線圈
看到NFC的線圈很多小伙伴應該很熟悉——靠,這不是和無線充電模塊的線圈差不多嗎?
iPhone 11 Pro Max的兩套線圈X光照圖
小米10手機的兩套線圈拆機圖
沒錯,現階段手機圈常用的無線充電技術就建立在電磁感應的基礎上,其原理是法拉第電池感應定律,即給初級線圈一定頻率的交流電,通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉移到接收端。
落實到手機身上,就是在手機后蓋內和無線充電底座內,分別嵌入接收端和發射端專用的線圈(還包括轉換和識別、電源管理等芯片),當電能輸入到發射端線圈時就會產生一個磁場,磁場感應到接收端的線圈就會產生電流實現了充電的過程。
NFC的線圈以前只能用于傳輸通訊信號,但NFC論壇此次卻帶來了全新的WLC無線充電規范(Wireless Charging Specification),可以讓NFC模塊內的線圈也能用來無線充電。
WLC規范的前景
需要注意的是,基于NFC的WLC規范帶來的其實是一種“反向無線充電功能”,即讓手機可以通過NFC線圈,反向給智能手表、智能手環、無線耳機、手寫筆這類小型的IoT設備充電,而不是配合無線充電底座給手機充電。
很多支持無線充電的手機都在主打反向充電功能
此外,由于NFC線圈規模太小,WLC規范只能借用NFC設備的一根天線同時進行通信和充電,所以功率只有1W。但是,1W的功率對于絕大多數IoT設備也是夠用的,對萬物互聯的意義非凡。
可惜,從NFC論壇公布的資料來看,想支持WLC規范需要全新的NFC芯片的支持,這意味現有的NFC設備還無緣享受這一方便的功能。
在可以遇見的未來,當WLC規范被市場認可后,在智能手機身上會逐步完成無線充電線圈和NFC線圈的整合,讓一套線圈同時兼顧無線充電和NFC功能,屆時IoT設備的春天也就到了。
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