隨著科技的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生：手機(jī)，手表，psp，mp3，iPod……他們?yōu)槲覀兊纳钐峁┝藷o(wú)線便利，也極大的豐富了我們的業(yè)余生活，然而各式各樣的充電器卻讓我們?yōu)橹^疼！各個(gè)電子產(chǎn)品的充電器型號(hào)各不相同，難以實(shí)現(xiàn)很好的兼容。然而無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展卻為我們提供了給便攜式電子產(chǎn)品充電的最佳解決方案，讓所有電子產(chǎn)品只要在有無(wú)線充電設(shè)備的地方便能隨時(shí)充電，大大減輕了我們的負(fù)擔(dān)。

無(wú)線充電理論并不是新的技術(shù)，百年來(lái)有很多實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此技術(shù)的研究。由于無(wú)線充電的效率低，距離極短，安全性差等因素阻礙了此技術(shù)的推廣。現(xiàn)階段某些新型材料出現(xiàn)和技術(shù)的進(jìn)步，一定程度上克服了以上缺點(diǎn)。生活小家電和手持終端的流行，為小功率無(wú)線充電的市場(chǎng)化提供了廣闊的空間，更適應(yīng)現(xiàn)代生活的要求，提高生活品質(zhì)。 新能源行業(yè)的發(fā)展，又進(jìn)一步促使了此技術(shù)的革新。

1、無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展

19世紀(jì)30年代，法拉第發(fā)現(xiàn)變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電流；緊接著愛(ài)迪生的一名助手特斯拉也曾提出過(guò)無(wú)線電力傳輸?shù)臉?gòu)想；

香港城市大學(xué)電子工程學(xué)系許樹源教授在早幾年曾成功研制出“無(wú)線電池充電平臺(tái)”，需要產(chǎn)品與充電器接觸，它主要利用的是近場(chǎng)電磁耦合原理。

2007年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的馬林·索爾賈希克等人在無(wú)線傳輸電力方面取得了新進(jìn)展，他們用兩米外的一個(gè)電源，“隔地”點(diǎn)亮了一盞60瓦的燈泡。

2010年9月1日，全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織——無(wú)線充電聯(lián)盟（WPC）在北京宣布將Qi無(wú)線充電國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)率先引入中國(guó)。WPC標(biāo)準(zhǔn)定義了電感耦合（線圈結(jié)構(gòu)）的類型，以及低功耗無(wú)線設(shè)備所用的通信協(xié)議.

無(wú)線充電聯(lián)盟副主席布雷特·劉易斯介紹，聯(lián)盟成員近60家，包括勁量、LG電子、諾基亞等。

北京時(shí)間11月9日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，英國(guó)haloipt公司近日在倫敦利用其最新研發(fā)的感應(yīng)式電能傳輸技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)為電動(dòng)汽車無(wú)線充電。

至此，無(wú)線充電技術(shù)采用統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)幾年，手提電話、Mp3、數(shù)碼相機(jī)、筆記本等都將采用相同的無(wú)線充電器，可以說(shuō)，該領(lǐng)域已經(jīng)初步形成了一定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在市場(chǎng)上成型的無(wú)線充電器是由英國(guó)一家公司發(fā)明的，看上去就像一塊鼠標(biāo)墊，里面裝有密集的小型線圈陣列，可產(chǎn)生磁場(chǎng)，將能量傳輸給有接收線圈的電子設(shè)備，進(jìn)行充電，這種接收裝置像口香糖一樣，可以很方便的貼在電子設(shè)備上。但迄今位置，無(wú)線充電技術(shù)在大功率的設(shè)備上仍然不能很好的實(shí)現(xiàn)。

2、無(wú)線充電技術(shù)原理

目前，無(wú)線充電主要有三種方式：電磁感應(yīng)、無(wú)線電波、電磁共振作用。

2.1電磁感應(yīng)方式

電磁感應(yīng)式通過(guò)初級(jí)通以交變電流，變化電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)通過(guò)次級(jí)相耦合的線圈感應(yīng)產(chǎn)生電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。

然而，由于線圈耦合的介質(zhì)為空氣，沒(méi)有高磁導(dǎo)率的磁芯作為介質(zhì)，磁力線會(huì)嚴(yán)重的發(fā)散到空氣中，漏感嚴(yán)重，轉(zhuǎn)換效率嚴(yán)重下降！這也是制約此項(xiàng)技術(shù)向更高功率設(shè)備發(fā)展的最大因素。一般需要通過(guò)串聯(lián)電容來(lái)組成諧振電路對(duì)傳輸功率進(jìn)行補(bǔ)償，以提高功率傳輸能力來(lái)進(jìn)行功率補(bǔ)償！

2.2無(wú)線電波方式

無(wú)線電波則是另一個(gè)發(fā)展比較成熟的方式，其基本原理類似于早期的礦石收音機(jī)。電波能攜帶能量并傳遞能量，導(dǎo)體中電流強(qiáng)弱的改變會(huì)產(chǎn)生無(wú)線電波，當(dāng)電波通過(guò)空間傳播到達(dá)收信端，電波引起的電磁場(chǎng)變化產(chǎn)生諧振效應(yīng)，又會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流。這種通過(guò)無(wú)線電波來(lái)傳遞能量的方式與電磁爐有些相似。該領(lǐng)域的代表公司為Powercast，其最終研制的微型高效接收電路，可以捕捉到從墻壁彈回的無(wú)線電波能量，在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。只需一個(gè)安裝在墻身插頭的發(fā)送器，以及可以安裝在任何低電壓產(chǎn)品的“蚊型”接收器，Powercast解決方案就可以將無(wú)線電波轉(zhuǎn)化成直流電，在約1米范圍內(nèi)為不同電子裝置的電池充電。

2.3電磁共振方式

電磁共振也就是通過(guò)磁場(chǎng)耦合共鳴的技術(shù)實(shí)現(xiàn)近程無(wú)線供電，并且此技術(shù)還在研究之中。由麻省理工學(xué)院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)利用該技術(shù)點(diǎn)亮了兩米外的一盞60瓦燈泡，并將其取名為WiTricity。該實(shí)驗(yàn)中使用的線圈直徑達(dá)到50cm，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)商用化，如果要縮小線圈尺寸，接收功率自然也會(huì)下降。

Qi的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)采用的是就是電磁感應(yīng)原理。實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電技術(shù)要靠?jī)煞N設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一個(gè)是充電器，它要與電力相連接，然后會(huì)有一個(gè)“托盤”與充電器進(jìn)行中轉(zhuǎn)，只要手機(jī)與“托盤”距離在規(guī)定范圍內(nèi)，那么手機(jī)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行無(wú)線充電。但是無(wú)線充電在目前的距離要求比較嚴(yán)格，手機(jī)與“托盤”在現(xiàn)在只能實(shí)現(xiàn)1厘米之內(nèi)的近距離充電，不過(guò)隨著技術(shù)的進(jìn)步，這一距離可能會(huì)拉長(zhǎng)。雖然電力沒(méi)有直接接觸到手機(jī)產(chǎn)品，但是靠無(wú)線方式為手機(jī)充的電在使用效果上仍然和普通充電方式一樣，續(xù)航能力并不會(huì)有所損失。

無(wú)線充電系統(tǒng)如上圖，系統(tǒng)工作時(shí)輸入端將交流市電經(jīng)全橋整流電路變換成直流電，或用24V直流電端直接為系統(tǒng)供電。經(jīng)過(guò)電源管理模塊后輸出的直流電通過(guò)2M有源晶振逆變轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。通過(guò)2個(gè)電感線圈耦合能量，次級(jí)線圈輸出的電流經(jīng)接受轉(zhuǎn)換電路變化成直流電為電池充電。當(dāng)無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以后，它可以為所有支持Qi的手機(jī)進(jìn)行充電，而其同時(shí)可以支持多個(gè)產(chǎn)品的一起充電，這種充電只需要將手機(jī)放在桌子上就能實(shí)現(xiàn)。另外，無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在成熟之后，各大公共場(chǎng)所都會(huì)裝有這種設(shè)備，因此無(wú)論是在家、辦公室還是街道上甚至是列車上，用戶都可以進(jìn)行無(wú)線充電，十分便捷。

3、無(wú)線充電產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

眾所周知，因?yàn)椴簧偃苏J(rèn)為我們生活在一個(gè)由線纜環(huán)繞的世界里，既麻煩，也不美觀和環(huán)保，因?yàn)檎Q生了無(wú)線充電的構(gòu)想，雖然到目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)外各個(gè)研究機(jī)構(gòu)似乎都取得了一定的進(jìn)展，可是一直都停留在小功率，近距離的充電模式下，并且國(guó)際上大多數(shù)的無(wú)線充電研究，都向著大功率和遠(yuǎn)距離的方向發(fā)展，或許20年后會(huì)取得較大的成功，可是未來(lái)的發(fā)展無(wú)人可以預(yù)料。

科學(xué)家和工程師很早就已經(jīng)知道，傳輸電能并不一定需要電線始終保持物理接觸，比如電動(dòng)機(jī)和變壓器中的線圈，他們便可以通過(guò)電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互傳輸能量。科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)無(wú)線電波中帶有電磁輻射，但通過(guò)傳統(tǒng)的電磁輻射把能量從一個(gè)點(diǎn)傳遞到另一個(gè)點(diǎn)的效率是非常低的，因?yàn)殡姶挪〞?huì)向空氣中四處擴(kuò)散，使得大部分能量丟失。并且這種做法危險(xiǎn)系數(shù)也很大，尤其是電磁輻射的量超過(guò)人體可以承受的范圍時(shí)。

并且，利用電磁波傳遞能量的無(wú)線充電系統(tǒng)也存在兩大問(wèn)題：首先是充電設(shè)備上沒(méi)有放置要充電的設(shè)備時(shí)發(fā)射器仍然在發(fā)射能量，這樣如果長(zhǎng)時(shí)間不用便會(huì)造成能源的浪費(fèi)；第二個(gè)是當(dāng)發(fā)射器上放的是金屬異物，電磁波便會(huì)對(duì)其加熱，這樣勢(shì)必會(huì)損壞裝置，重則引發(fā)火災(zāi)。

其次，一些無(wú)線充電產(chǎn)品在完美演出之后卻遲遲不能批量上市，為啥？因?yàn)槿魏坞娮恿慵诔鰪S的時(shí)候都要經(jīng)過(guò)專業(yè)人員的精準(zhǔn)調(diào)試校準(zhǔn)后才能夠出廠，同樣無(wú)線充電產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)很好的電磁共振效果以實(shí)現(xiàn)電能傳輸，就必須經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)的調(diào)校，在這樣的狀況下量產(chǎn)會(huì)變得非常的困難。

最后，現(xiàn)在研發(fā)出來(lái)的無(wú)線充電產(chǎn)品，其成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了一個(gè)普通充電器價(jià)格的很多倍，無(wú)論這個(gè)產(chǎn)品有多高級(jí)，畢竟只是一個(gè)充電設(shè)備，所以要想推廣，必須在減少成本上下功夫。

4、無(wú)線充電的新方向探索

首先，要提高無(wú)線充電系統(tǒng)中的效率，就必須盡量減少發(fā)射和接收線圈之間的磁能損耗。為達(dá)到這個(gè)目的，可在發(fā)射線圈處添加高頻高電流設(shè)備對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行升壓處理，通過(guò)建立智能的頻率跟隨系統(tǒng)和LC諧振配合，發(fā)射出高磁勢(shì)的磁場(chǎng)，由于高磁勢(shì)的存在，可以達(dá)到盡量減小漏磁的目的，并且通過(guò)在接收部分安裝一定的磁場(chǎng)自動(dòng)搜索裝置使系統(tǒng)盡量高效率的工作。并且可以安裝一定的磁場(chǎng)屏蔽裝置，減少電磁波對(duì)人體的危害，并且可以通過(guò)在屏蔽設(shè)備中纏上一定的線圈來(lái)回收未被接收裝置接受的磁能，從而提高設(shè)備效率。

為解決第二個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：在接收端上裝一個(gè)磁鐵，當(dāng)發(fā)射端感應(yīng)到磁力后才開(kāi)始發(fā)送能量，這個(gè)方法簡(jiǎn)單可行，因?yàn)闆](méi)有人會(huì)無(wú)意中放一個(gè)磁鐵在發(fā)射器上讓它燒毀。

要解決量產(chǎn)問(wèn)題，無(wú)線充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先就必須要針對(duì)共振這部分著重研究，達(dá)到設(shè)備能夠自我調(diào)整，這樣才能夠解決量產(chǎn)難題。而且要想降低成本，就必須以芯片的形式來(lái)做，這樣才有可能盡量的減少成本。

再有就是，針對(duì)現(xiàn)在絕大多數(shù)無(wú)線充電研究重心都放在大功率和遠(yuǎn)距離上這一行業(yè)現(xiàn)實(shí)，我的看法是可以稍微轉(zhuǎn)移下重心，將無(wú)線充電技術(shù)盡量的做得精細(xì)，既然暫時(shí)還無(wú)線實(shí)現(xiàn)大功率和遠(yuǎn)距離傳輸，那為何不往小功率，中距離發(fā)展呢？其實(shí)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，在未來(lái)電子市場(chǎng)的應(yīng)用還是很有前景的。

我們可以利用這一技術(shù)改造現(xiàn)有的電池，在目前各種使用一次性電池的領(lǐng)域里，用二次電池加上無(wú)線充電的方法減少一次性電池的使用量。由于電池就相當(dāng)于一團(tuán)金屬，我們可以在電池內(nèi)部放置接收線圈，發(fā)射線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)使得電池中的金屬產(chǎn)生渦流，轉(zhuǎn)化為熱量，同時(shí)產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)，抵消掉發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使得接收線圈接收電壓下降。為了降低電池中的渦流，必須在電池和接收線圈之間放置阻隔磁場(chǎng)的物質(zhì)，這種物質(zhì)通常被稱作“磁屏蔽物質(zhì)”。然而目前針對(duì)這種物質(zhì)的研究主要集中在強(qiáng)磁場(chǎng)50Hz的環(huán)境，對(duì)無(wú)線充電使用中100KHz左右的強(qiáng)磁場(chǎng)的研究幾乎為空白，因此這也許是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。

總體而言， 無(wú)線充電可以用于我們諸多可以想象得到和想象不到的領(lǐng)域。目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)的有：低功率低能耗的電子通信產(chǎn)品與辦公產(chǎn)品，如手機(jī)、掌上電腦等，以及家具產(chǎn)品和低能耗的家電。目前正在努力拓展的應(yīng)用領(lǐng)域有交通工具，如電動(dòng)車、動(dòng)車組等。未來(lái)的長(zhǎng)期目標(biāo)領(lǐng)域包括：空間站，衛(wèi)星、軍艦和航母等，甚至可以把云層的電離層能量收集并通過(guò)無(wú)線的方式傳輸給需要能量的場(chǎng)所，應(yīng)用于完全環(huán)保節(jié)能的新一代國(guó)際軍事領(lǐng)域。  再有，在產(chǎn)品的具體推廣中，還需要面臨的一個(gè)問(wèn)題是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定問(wèn)題。目前除了WPC之外再無(wú)其他的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此要想實(shí)現(xiàn)最后的通用，各個(gè)研究方向最后都應(yīng)該實(shí)現(xiàn)一定的“大一統(tǒng)”，有一套較為成熟完整的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，這樣整個(gè)行業(yè)才能夠真正實(shí)現(xiàn)通用，才能夠更大程度的方便用戶，在為客戶帶來(lái)無(wú)線便利的同時(shí)大大的減少有線充電器的數(shù)量，減少電子垃圾對(duì)環(huán)境帶來(lái)的沉重壓力，是我們的生活真正的便捷化，清潔化。

5、結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展，勢(shì)必將給我們的生活帶來(lái)無(wú)線的便利。或許在未來(lái)的某個(gè)時(shí)間，我們身邊的各種手機(jī)，平板電腦，剃須刀，相機(jī)，玩具等等，都將告別各式各樣的充電器，我們的生活將不再被各種電線所纏繞，那時(shí)候我們只需要把自己的電子產(chǎn)品放在一個(gè)平板電腦大小的板上便可以實(shí)現(xiàn)充電。我們應(yīng)該相信，無(wú)線充電技術(shù)在現(xiàn)有科技高速發(fā)展的大背景下，在未來(lái)幾年，應(yīng)該還是可以有較為大的進(jìn)展的，敬請(qǐng)拭目以待。

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