原创 智能手机的无线充电实测（1）

·先测测无线充电底座的情况

我购买的这个无线充电底座上的标识写着INPUT:DC5V/2A; OUTPUT:DC5V/1.5A,正好可以用三星的5V/2A充电器为它供电。先不放上手机，在空载的情况下，我通过DM3068数字万用表测量一下手机充电器输出给无线充电底座的输出电流情况，发现电流波形为连续的脉冲形状，峰值有大概145.9mA, 如图1所示。

图1：空载时的电流波形

通过频谱分析仪可以测测此时充电板发出的无线充电信号的频谱，我把探头紧贴在充电板上，通过频谱分析仪DSA815测得的频谱如图2所示，信号的主要能量集中在低频段。其实这是无线充电板发出的“ ping”信号的频谱,等待着无线充电手机的靠近。

图2：Ping信号的频谱

接下来，我把探头放到距离充电板不同高度的位置，测得PING信号的频谱如图3所示，其中黄色轨迹为紧贴时的频谱，粉色轨迹为距离1cm时的频谱，蓝色轨迹为距离3cm时的频谱，能明显看到距离越远，信号的功率越低。当我把探头放到距离10cm时，几乎测不到信号，这也符合这种“紧耦合”的电磁感应技术的确只能近距离才能识别并进行充电的特性。

图3：不同距离时的Ping信号的频谱

通过设置频谱分析仪，测得在不同距离时的基波信号，如图4所示，信号的频率是175KHz，功率不小，其实这是无线充电板发出的“Ping”信号的基波。

图4：基波信号的频率和功率

也可以通过数字示波器对无线充电信号进行时域上的测试，这会获得从另一角度观察的直观结果。通过MSO4054测得如图5所示的一簇簇的波形，周期为528ms。其实这是无线充电板发出的“Ping”信号的时域波形，每帧之间相隔400多ms，不断重复地发送着，如果没有无线充电的接收端或其他金属物体接近，它的波形会保持不变。

图5：无线充电信号的时域波形

捕获到一帧Ping信号的波形，局部展开之后看到如图6所示的屏幕下方的波形，测得信号的频率为175KHz，这与上面用频谱分析仪的测量结果一致。既不是标准的正弦波，也不是方波。其实图1中的电流波形就是与这个波形相对应的，同步变化的，如果用示波器+电流探头测量，也会得到一个周期性变化的电流波形。

图6：无线充电ping信号的具体时域波形

当我把手机放到了充电板上，看到充电器输出给充电板的电流值和波形立刻发生了明显变化，电流值从很小增大到1.4A，当我把手机在充电板上移动时，电流值也随着位置的变化而变化，最大时达到了1.999A, 看来这个位置就是所谓的“紧耦合”电磁感应的最佳位置，必须要对准好位置才能实现最大充电电流的转换和充电，这个变化的过程如图7中的电流波形所示。

图7：放在不同位置电流不一样

通过以上的这些测试，已经能够揭示了符合WPC的Qi标准的无线充电座的一些特性，当然，我们还可以进一步通过测试来揭示，下一篇接着测，看看无线充电座与手机之间是怎么聊天的，充电贴输出给手机的充电电流是怎么变化的，充电时总的输入/输出效率如何等情况。

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