無線充電技術(shù)簡介

無線充電技術(shù)，源于無線電力輸送技術(shù)。無線充電，又稱作感應(yīng)充電、非接觸式感應(yīng)充電，是利用近場感應(yīng)，也就是電感耦合，由供電設(shè)備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導(dǎo)電接點外露。

早在1890年，物理學(xué)家兼電氣工程師尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）就已經(jīng)做了無線輸電試驗。在1891年，特拉斯在Wardenclyffe進(jìn)行的無線功率傳輸實驗就證明，可以在沒有導(dǎo)線的情況下點亮25英里以外的氖氣照明燈。

特斯拉構(gòu)想的無線輸電方法，是把地球作為內(nèi)導(dǎo)體、地球電離層作為外導(dǎo)體，通過放大發(fā)射機(jī)以徑向電磁波振蕩模式，在地球與電離層之間建立起大約8Hz的低頻共振，再利用環(huán)繞地球的表面電磁波來傳輸能量。

2007年6月麻省理工學(xué)院以Marin Soljacic為首的研究團(tuán)隊首次演示了利用電磁感應(yīng)原理的燈泡無線供電技術(shù)，他們可以在一米距離內(nèi)無線給60瓦的燈泡提供電力,電能傳輸效率高達(dá)75%。研究者由此設(shè)想電源可以在這范圍內(nèi)為電池進(jìn)行無線充電，進(jìn)而推想只需要安裝一個電源，即可為整個屋里的用電器供電。傳輸線圈的工作頻率在兆赫茲范圍，接收線圈在非輻射磁場內(nèi)部發(fā)生諧振，以相同的頻率振蕩，然后有效的通過磁感應(yīng)點亮燈泡。

美國Palm公司最早將無線充電技術(shù)應(yīng)用在手機(jī)充電器上，它推出的充電設(shè)備“點金石”，就是利用電磁感應(yīng)原理無線對手機(jī)進(jìn)行充電。

從2007年到現(xiàn)在，無線充電技術(shù)不斷被提起，但至今還沒有大規(guī)模應(yīng)用。

QI標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

無線充電在早期的發(fā)展，各有方案，為了解決兼容性問題，2008年12月，WPC（無線充電聯(lián)盟）的成立，正式為無線充電兼容性標(biāo)準(zhǔn)吹響集結(jié)號，并于2010年推出Qi無線充電國際標(biāo)準(zhǔn)。WPC制定了QI標(biāo)準(zhǔn)，全球主要的手機(jī)生產(chǎn)商都加入了WPC聯(lián)盟，并引入了QI標(biāo)準(zhǔn)，為無線充電的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，并提供了廣闊的發(fā)展空間。  

目前主流的無線充電器的標(biāo)準(zhǔn)有三種：Power Matters Alliance（PMA）標(biāo)準(zhǔn)、Qi標(biāo)準(zhǔn)、Alliance for Wireless Power（A4WP）標(biāo)準(zhǔn)。其中采用了電磁感應(yīng)技術(shù)的Qi標(biāo)準(zhǔn)又最為主流。Qi是全球首個推動無線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織——無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium，簡稱WPC）推出的“無線充電”標(biāo)準(zhǔn)，具備便捷性和通用性兩大特點。不同品牌的產(chǎn)品，只要有Qi的標(biāo)識，就可以用Qi無線充電器進(jìn)行充電。它攻克了無線充電“通用性”的技術(shù)瓶頸。我們有理由相信在不久的將來，日常生活中常用的電子產(chǎn)品都可以用Qi無線充電器充電，為無線充電技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用和普及提供可能。對手機(jī)進(jìn)行無線充電時，直接將待充電手機(jī)放在任何一款支持Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線充電器就能進(jìn)行充電。Qi標(biāo)準(zhǔn)的充電效率更高，在測試中，Qi的充電效率與有線充電方式比較接近，達(dá)到了70%以上，Qi的充電器的待機(jī)耗電量已經(jīng)降低到微瓦水平。

無線充電技術(shù)分類

電磁感應(yīng)式  

初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。目前最為常見的充電解決方案就采用了電磁感應(yīng)，事實上，電磁感應(yīng)解決方案在技術(shù)實現(xiàn)上并無太多神秘感，中國本土的比亞迪公司，早在2005年12月申請的非接觸感應(yīng)式充電器專利，就使用了電磁感應(yīng)技術(shù)。 

磁場共振  

由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個無線充電技術(shù)原理圖裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，是目前正在研究的一種技術(shù)，由麻省理工學(xué)院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊利用該技術(shù)點亮了兩米外的一盞60瓦燈泡，并將其取名為WiTricity。該實驗中使用的線圈直徑達(dá)到50cm，還無法實現(xiàn)商用化，如果要縮小線圈尺寸，接收功率自然也會下降。 

無線電波式  

這是發(fā)展較為成熟的技術(shù)，類似于早期使用的礦石收音機(jī)，主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時保持穩(wěn)定的直流電壓。此種方式只需一個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。

無線充電技術(shù)的應(yīng)用

目前無線充電技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在生活的方方面面。為電動汽車充電有電動汽車無線充電樁，無線充電技術(shù)也可應(yīng)用在筆記本電腦、平板電腦上。利用無線充電芯片還能為手機(jī)、照相機(jī)、智能可穿戴設(shè)備、智能水杯、臺燈、電動玩具等進(jìn)行無線充電。

凱基證券分析師郭明錤預(yù)測， 今年發(fā)布的iPhone 7S、iPhone 7S Plus、iPhone 8和iPhone 8 Plus都會用上無線充電技術(shù)。

只有手機(jī)才能無線充電?電動車也可以?，F(xiàn)在，通用汽車和WiTricity正在合作研發(fā)電動車的無線充電技術(shù)。WiTricity這家公司主攻無線充電領(lǐng)域技術(shù)。目前兩家公司已經(jīng)聯(lián)合推出Drive 11電動車概念無線充電平臺。只需要像平常停車那樣把車停到無線充電位上，車就開始充電啦。

國外的日產(chǎn)、豐田，國內(nèi)的比亞迪、中興新能源汽車也已經(jīng)生產(chǎn)出了無線充電汽車。不過，目前汽車行業(yè)的無線充電技術(shù)還處在早期研發(fā)階段。國際業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，無線充電標(biāo)準(zhǔn)起碼要等到2018年才能成型，而其商用則還要晚2年時間。

總體而言，無線充電技術(shù)或許正處于迎來市場變革的關(guān)鍵時間點。磁感應(yīng)技術(shù)雖然使用體驗不佳，但經(jīng)由手機(jī)廠商的大力推廣，事實上對用戶起到了一定的教育作用。很多理性的用戶明白了由于技術(shù)本身的限制我們可以期待什么和不可以期待什么。而從技術(shù)發(fā)展本身而言，磁共振無線技術(shù)的發(fā)展，通過提供更好的用戶使用體驗使得無線充電的大規(guī)模使用成為了可能。雖然目前磁共振無線技術(shù)離人們的預(yù)期的自由度仍有差距，但卻是最現(xiàn)實可行的同時也是可以給人帶來相當(dāng)便利性的一種方式。理想和現(xiàn)實往往是有差距的，但技術(shù)總會不斷進(jìn)步。理性地看待技術(shù)現(xiàn)狀，合理地管理期望，行業(yè)才會不斷的持續(xù)發(fā)展。