无线充电技术[编辑]

简介：

“无线充电”是利用一种特殊设备将电源插座的电力转变为可充电的电波，从而在扔掉电线的情况下直接对电子设备充电。无线充电大致上是通过磁场输送能量。无线充电还有一个好处是省电，无线充电设备的效能接收在70%左右，具备电满自动关闭功能，避免了不必要的能耗。而且，这个效能接收率在不断提高，很快将能达到98%。对于不同的电子产品，电源接口能自动对应，需要充电时，发射器和接收芯片会同时自动开始工作，充满电时，两方就会自动关闭。它还能自动识别不同的设备和能量需求。

工作原理：

原理简介
无线充电技术是靠两种新的设备来实现的，第一个是充电器，它要与电力相连接，然后会有一个“托盘”与充电器进行中转，只要手机与“托盘”距离在规定范围内，那么手机就会自动进行无线充电。由于传输的不是一些简单的数据，而是电力，因此无线充电在目前的距离要求比较严格，手机与“托盘”在现在只能实现1厘米之内的近距离充电，但是随着技术的进步，这一距离可能会拉长。虽然电力没有直接接触到手机产品，但是靠无线方式为手机充的电在使用效果上仍然和普通充电方式一样，续航能力并不会有所损失。

共振原理：
1.无线充电技术同样以10兆赫的频率震动的膝上型电脑接收到电流，能量充入设备中。
无线充电技术

2.无线充电技术天线以10兆赫的波长振动，产生电磁波。

3.无线充电技术使用的天线发出的能量传播到2米(6.5英尺)外。

4.无线充电技术输电线中的电能传入用铜制造的天线中。

5.无线充电技术没有转换成膝上型电脑的能量不会被天线重新吸收。不能产生10兆赫共振的人和其他物体不会对它产生干扰。

特点：

1、从理论来说，无线充电技术对人体安全无害处，无线充电使用的共振原理是磁场共振，只在以同一频率共振的线圈之间传输，而其他装置无法接受波段，另外，无线充电技术使用的磁场本身就是对人体无害的。但无线充电技术毕竟是新型的充电技术，以迈源科的无线充电器来说，很多人都会担忧无线充电技术会像当初Wi-Fi和手机天线杆刚出现一样，其实技术本身是无害的。
2、富士通的无线充电技术利用磁共振在充电器与设备之间的电场和磁场中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振。
3、富士通表示这一系统可以在未来得到广泛应用，例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一
4、转化率一直是很多人担心的问题，麻省理工学院通过研究表明，无线充电技术的损耗比起有线充电技术来说更高。迈源无线充电转化率比起有线要高几个百分点。高转化，也是无线充电器得以在全球进行应用的关键因素。但无线充电技术也受到距离的限制，未来发展，必然需要解决远距离传送对于波段和磁场范围的精准定位问题。
5、核心芯片是无线充电技术在产品应用的难点之一。精准辐射范围控制，磁场频率大小，其它控制等都是由芯片实现。

市场应用发展瓶颈：

1.核心无线充电技术不完善
2.辐射区域难以实现远距离传输
3.长距离定位对硬件的要求太高
4.磁场共振高度匹配可控制小
5.应用范围局限，没有得到延伸6.市场因素与消费者心理导致开发商不愿意大力进行技术研发

优缺点：

优点：

1，利用无线磁电感应充电的设备可做到隐形，设备磨损率低，应用范围广，公共充电区域面积相对的减小，但减小的占地面积份额不会太大。

2，技术含量高，操作方便，可实施相对来说的远距离无线电能的转换，但大功率无线充电的传输距离只限制在5米以内，不会太远。

3，操作方便。

缺点：

1，虽然设备技术含量高，但设备的经济成本投入较高，维修费用大。

2，因实现远距离大功率无线磁电转换，所以设备的耗能较高。无线传输的距离越远，无用功的耗损也就会越大。

3，《无线充电技术》设备本身实现的是二次能源转换，也就是将网电降压（或直接）变为直流电后在进行一次较高频率的开关控制交流变换输出。由于大功率的交直交电流转换是进行电能的二次性无线传输原因，所以电磁的空间磁损率太大。

4，因为采取无线传输，磁能的无用功耗损会随着《无线充电设备》的功率增高而上升。

5，无线充电设备的电磁辐射会对生物造成很多不利的因素。

发展历史：

1890年，物理学家兼电气工程师尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）就已经做了无线输电试验。他提出并实现了交流发电。磁感应强度的国际单位制也是以他的名字命名的。特斯拉构想的无线输电方法，是把地球作为内导体、地球电离层作为外导体，通过放大发射机以径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8Hz的低频共振，再利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。但因财力不足，特斯拉的大胆构想并没有得到实现。后人虽然从理论上完全证实了这种方案的可行性，但世界还没有实现大同，想要在世界范围内进行能量广播和免费获取也是不可能的。因此，一个伟大的科学设想就这样胎死腹中。

1968年，美国工程师彼得·格拉泽（Peter Glaser）提出了空间太阳能发电（Space Solar Power，SSP）的概念，其构想是在地球外层空间建立太阳能发电基地，通过微波将电能传输回地球，并通过整流天线把微波转换成电能。

1979年，美国航空航天局NASA和美国能源部联合提出太阳能计划-建立“SPS太阳能卫星基准系统”。欧盟则在非洲的留尼汪岛建造了一座10万千瓦的实验型微波输电装置，已于2003年向当地村庄送电。

野心勃勃的日本拟于2020年建造试验型太空太阳能发电站SPS2000，2050年进入规模运行。

市场需求：

无线充电技术不仅可以为手机产品充电，它还将在PMP/MP3播放器、数字照相机以及笔记本电脑等产品领域得到快速应用和发展。根据市场调查机构的调查，到2013年，全球无线充电潜在市场容量接近140亿美元，到2014年，无线充电设备的出货量将达到2亿5千万台，也正是这一持续增长的市场需求让Qi标准将在更多领域发挥它的超便捷作用。

三大主流标准：

目前主流的无线充电标准有三种：Power Matters Alliance(PMA)标准、Qi标准、Alliance for Wireless Power(A4WP)标准。

Power Matters Alliance标准

Power Matters Alliance标准是由Duracell Powermat公司发起的，而该公司则是由宝洁与无线充电技术公司Powermat合资经营，拥有比较出色的综合实力。除此以外，Powermat还是Alliance for Wireless Power(A4WP)标准的支持成员之一。

WiCC充电卡

另外作为支持，星巴克计划在波士顿地区17家门店进行Duracell Powermat无线充电试点，这将为PMA在美国立足提供有力的支撑。星巴克首席数字官Adam Brotman表示：“星巴克将在部分桌面上安置无线充电设备，看看顾客反应如何。”如果顾客没有与iPhone或Galaxy相匹配的充电外壳，星巴克将在试点期间进行小部分免费赠送，而柜台也有部分外壳出借。

Qi标准

Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织--无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称WPC)推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。首先，不同品牌的产品，只要有一个Qi的标识，都可以用Qi无线充电器充电。其次，它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈，在不久的将来，手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。

目前，市场比较主流的无线充电技术主要通过三种方式，即电磁感应、无线电波、以及共振作用，而Qi采用了目前最为主流的电磁感应技术。在技术应用方面，中国公司已经站在了无线充电行业的最前沿。据悉，目前Qi在中国的应用产品主要是手机，这是第一个阶段，以后将发展运用到不同类别或更高功率的数码产品中。截至目前，联盟成员数量已增加到74家，包括飞利浦、HTC、诺基亚、三星、索尼爱立信、百思买等知名企业都已是联盟的成员。
德州仪器推出的小型Qi无线电源芯片

Qi标准的典型代表性产品有：诺基亚Lumia 920、诺基亚Lumia 820、谷歌Nexus 4等。使用这些手机的时候，不需要安装任何配件，直接将它放在任何一款支持 Qi 标准的充电器上就能开始充电，目前市面上已经有了劲量、PowerMate等品牌的大量不同款式的无线充电器可供选择。

诺基亚Lumia 920:A4WP标准

A4WP是Alliance for Wireless Power标准的简称，由美国高通公司、韩国三星公司以及前面提到的Powermat公司共同创建的无线充电联盟创建。该联盟还包括Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker Acustic和SK Telecom等成员，目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。

该无线充电联盟将重点引入“电磁谐振无线充电”技术，与Qi的“电磁感应技术”有所区别，这两种技术各有千秋。前者传输效率可能较低，但可以实现稍远距离的无线充电。后者需要近距离接触，例如将手机放在一个底座上，不用接线就可以通过感应充电，但这样充电效率较高。

A4WP标准组成联盟希望让无线充电迅速普及，让用户在任何地方都可进行无线充电。或者说，A4WP想要让无线充电便宜一些，并且在不增加手机、平板或者笔记本电脑体积的情况下增加充电接口，这意味着将有越来越多的制造商默认选择无线充电器。

业界人士认为，高通、三星、Powermat等公司创立的无线充电联盟扩大了针对的产品范围，包括了电动汽车等更广泛的电子产品领域。

由于联盟组成时间较晚，目前采用该标准的产品并不多见。之前三星曾表示，Galaxy S III智能手机配件中包含一款无线充电器，不过上市时间尚未确定，猜测该款无线充电器将会符合A4WP标准。不过由于A4WP与Qi的技术原理不同，Galaxy S III与Lumia 920的充电器将不能通用，用户不得不准备两个充电器对不同产品进行充电。

设备的实现：

1 、无线充电 WPC 标准

2、电力发送器

3、电力接收器

4、通信协议

5、TI 的WPC兼容解决方案

参考资料：

扩展阅读：

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