苹果无线充电绕过认证技术详解

背景与目标

本文详细解析如何从电路层面复刻苹果无线充电功能，绕过手机充电认证机制。通过拆解原装苹果无线充电器，分析其电路结构和工作原理，最终实现DIY无线充电方案。

原装充电器拆解分析

1. 内部结构：

   • 双层PCB设计
   • 传输线圈（带反射面）
   • 主要功能模块：
     • 快充协议处理模块
     • 三极管放大器
     • MCU（输出信号编码）
     • 4个白色谐振电容

2. 接口分析：

   • PCB标识接口：GND、CC2、CC1、D+、D-、VIN
   • 实际使用接口：USB（4线制）
     • 红线：Vcc（5V）
     • 白线：D-
     • 绿线：D+
     • 裸线：GND（共3股）

关键参数测量

1. 电压参数：

   • Vcc：5V（示波器验证）
   • D+、D-初始电压：均为+2.72V

2. 认证机制发现：

   • 当D+、D-电压为0时无法充电
   • 电压范围：1.5V-4.1V可通过认证
   • 电压值与充电效率呈正相关

电路设计与实现

发射端设计

1. 电源输入：

   • 设计支持5V～24V宽电压输入
   • 兼容蓄电池、干电池、车载电源等

2. 主要组件：

   • 传输线圈
   • 谐振回路（匹配电路）

接收端设计

1. 电路模块：

   • 输入电压处理（交流变直流）
   • 稳压器模块（5V输出）
   • 认证电压构造模块
   • 输出接口（Lightning）

2. 关键电路：

   • LC谐振回路：
     • 公式：f₀ = 1/(2π√(LC))
     • 发射端与接收端谐振频点必须一致
   • 倍压整流模块：
     • 采用三倍压整流设计
     • 补偿手工线圈的损耗和非理想特性

天线设计要点

1. Loop天线制作：

   • 使用AWG 24铜丝
   • 绕制直径：约2.5cm（摩丝瓶）
   • 绕制圈数：20圈
   • 注意去除漆包线绝缘层

2. 设计准则：

   • 传输电磁波波长 ≈ 环天线尺寸
   • 建议使用机器绕制保证性能

认证绕过技术

1. 认证信号处理：

   • 必须提供D+、D-信号电压（1.5V-4.1V）
   • 实验发现2.73V可使iPhone 8充电至80%

2. 效率优化：

   • 电压越高充电效率越高
   • 需根据具体机型调整最佳电压值

实验验证

1. 测试设备：

   • iPhone 5s
   • iPhone 8

2. 测试结果：

   • 成功实现无线充电功能
   • 充电效率取决于认证电压设置

扩展应用

1. 品牌保护方案：
   • 添加编码器/解码器模块（PT2272/PT2262）
   • 实现专有充电协议，防止其他品牌设备使用

注意事项

1. 安全警告：

   • 拆解原装充电器存在风险
   • 自制电路需注意绝缘和短路防护

2. 性能限制：

   • 手工线圈效率较低
   • 不支持快充协议

参考资源

1. 实验视频：
   • iPhone 5s测试：https://www.bilibili.com/video/BV1TX4y1P7oA/
   • iPhone 8测试：https://www.bilibili.com/video/BV1k5411T7pf/