新兴技术的忧虑：无线充电技术安全防护

生活在“人人手机不离手”的当下，手机在日常生活中发挥着重要作用。市面上手机品牌众多，大家用的手机也不尽相同，不过却有一个共性——都有电池。手机没电了，都需要充电。虽说手机厂商都给用户配备了充电器，不过也经不起长此以往的插拔，你是否也用坏过原装数据线？近年来上市的无需频繁插拔的无线充电功能，你知道它有哪些弊端吗？

传统的充电方式手机充电时手机上的充电接口需要以线缆连接电源，在多次插拔的过程中，产生了机械磨损，容易导致接口损坏。通常来说，智能手机的电池是内置于机身之中的，电池更换是非常不便的，充电接口是维持手机电池电量的唯一方式，并且接口通常焊接在手机的主板上，一旦发生损坏，修理困难且可能产生较高的修理费用。若不进行修理就无法继续充电，随着电池电量的耗尽手机的寿命也到了尽头。

于是，无线充电功能应运而生。近年来各大手机商发布的智能手机基本都标榜自己的智能手机具备了无线充电功能，与传统充电方式相比，它的优势显而易见。操作简单，无需重复插拔，节省接口损耗，只需在无线充电器连好电源后将手机轻放在无线充电器上便可自动充电，且用户无需每次做出插拔线缆的行动。

但是，无数历史经验告诉我们，任何一个新兴技术的诞生之初都不是完美的，或因设计上未对多种场景作充分考虑，或因用户尚未针对新技术建立起恰当的使用习惯，会有很多意想不到的副效果，从而来各种各样的安全问题，通过对这些问题的研究，给出解决方案，能够最大程度上地消弱这些问题带来的影响，使得技术趋于成熟，用户人身财产的安全得到妥善保障。本文拟从专利角度观察无线充电技术产生了哪些安全问题并是否有着较为成熟的解决方案。

图1 某厂家的无线充电器充电演示

【空耗】

本文所述的“空耗”是指无线充电器上没有放上手机时，无线充电器不能智能地判明，仍然当作放上手机的情况处理，从而无线充电器总是耗电，浪费了电能甚至容易引发火灾。

专利CN201975838U公开一种无线充电器，所述无线充电器包括充电平台和电源连接端口，所述充电平台与所述电源连接端口连接，其中，所述电源连接端口连接外置电源，为所述充电平台提供输入电压，所述充电平台包括：直流转换直流DC/DC电路、电源变换电路和发射线圈，所述DC/DC电路、所述电源变换电路电连接和所述发射线圈依次电连接，所述充电平台还包括：开关电路，所述开关电路串联在所述DC/DC电路、所述电源变换电路电连接和所述发射线圈组成的回路中，所述开关电路能够导通或断开所述回路。

图2 专利CN201975838U中

无线充电器的充电电路

图3 专利CN201975838U中按键开关和电子开关的一种具体形式

目前一般采用通信协议进行识别，存在误识别的情况，并且通信协议检测总在工作，造成电能浪费。该实用新型中的无线充电器DC/DC 101将充电平台的输入电压转换维适合电源变换电路102的电压，电源变换电路102将DC/DC输出的直流电压转为高频交变电压，再经发射线圈103转换为电磁波发射出去，最终充电设备上配有对应于发射线圈的接收线圈会接收电磁波，再经整流、滤波、稳压即可产生为设备电池充电的充电电压。按键开关105的通断是同无线充电器的卡槽联系起来的，仅当设备放在无线充电器的卡槽上，按键开关105导通，电子开关100a也导通，无线充电器开始充电，按键开关105不导通，电子开关100a也部导通，无线充电器后级电路不工作，不进行充电且实现零功耗。

【异物】

这里指金属异物，当无线充电器的发射线圈和待充电设备的接收线圈之间不慎混入金属异物时，在发射线圈或接收线圈中存在电流的情况下，由于电磁感应的作用会在该金属异物中产生涡流，导致金属发热 ,甚至可能发生自燃或者导致该金属异物附近的其他物体燃烧，从而危害用户的生命和财产安全。

专利CN109038850A公开一种检测无线充电系统中金属异物的装置、设备及方法，所述装置包括：锁相控制模块，用于根据述锁相控制模块输出的第一信号的相位与信号采集模块采集的第三信号的相位的差值，调整所述第一信号的频率，并将所述第一信号发送给激励模块以及判断模块，调整后的所述第一信号的相位与所述第三信号的相位的差值小于第一设定值；激励模块，用于根据所述第一信号生成第二信号，并向谐振模块输出所述第二信号；谐振模块，用于在所述第二信号的激励下，通过目标线圈和目标电容构成的谐振回路，向所述信号采集模块输出的所述第三信号；判断模块，用于根据所述锁相控制模块输出的信号以及预先存储的第四信号，判断所述目标线圈所在的区域是否存在金属异物。

图4 专利CN109038850A的一种

检测无线充电系统中金属异物的装置

现有技术中通常利用异物检测线圈和谐振电容构成的谐振回路，需要通过扫频激励的方式对无线充电器中发射线圈的每个区域进行检测，每次检测中均需要调整激励源的频率，使得谐振回路发生谐振，并获取相应的参数，数据计算量及存储量都很大，实现的难度大。本专利中提供的多个对该装置方法的具体实施方式，克服了上述问题，提高了异物检测效率。

【过热】

专利CN103269092B提供一种应用无线充电器进行充电的方法和无线充电器，其中所述无线充电器包括发送端和接收端，所述发送端包括通信模块，用于判断是否与所述接收端连通；温度检测模块，用于在与接收端连通时，检测发送端的温度；控制模块，用于判断所述发送端的温度是否大于预设阈值；充电模块，用于在所述发送端的温度小于或等于预设阈值时，对所述接收端进行充电；过温保护模块，用于在所述发送端的温度大于预设阈值时，停止对所述接收端的充电。本发明实施例可以在充电过程中，检测发送端的表面温度，使无线充电更加可靠，更加安全。

图5 专利CN103269092B提供的

温度检测方法步骤流程图

通常，无线充电不具备过温保护功能，一般只在接收端检测电池温度，当检测到温度过高时通知发送端停止充电。但无法检测环境温度，从而引发发送端损坏或充电器着火。本专利提供的方法能检测发送端表面温度，使充电更加安全。

结合这几篇专利来看，厂家对于无线充电中的安全防护问题确实投入了研究，并给出了较为可靠的解决方案，现在要购买一个无线充电器还是不必过于担心，但是认真的阅读使用说明，严格正确的操作，并在视野范围内监管的情况下使用产品始终是一个电子产品用户的良好习惯。

图片来源丨网络（侵删）

作者简介：王云鹏，集慧智佳互联网事业部知识产权咨询师。

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