無線充電器是指連接到需要充電的終端設(shè)備而無需傳統(tǒng)充電電源線的充電器。 它采用了最新的無線充電技術(shù)。 利用線圈間產(chǎn)生的磁場(chǎng)，可以神奇地傳輸電能。 電感耦合技術(shù)將成為連接充電基站和設(shè)備的橋梁。

無線充電技術(shù)在2007年獲得20項(xiàng)專利，多種設(shè)備可以使用一個(gè)充電基站，手機(jī)、MP3播放器、電動(dòng)工具等電源適配器的有線充電將不復(fù)存在。

基本介紹

無線充電器是指連接到需要充電的終端設(shè)備而無需傳統(tǒng)充電電源線的充電器。 它采用了最新的無線充電技術(shù)。 無線充電技術(shù)在2007年獲得20項(xiàng)專利，多種設(shè)備一機(jī)多用 告別基站、手機(jī)、MP3播放器、電動(dòng)工具等電源適配器的有線充電場(chǎng)景。 利用線圈之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)神奇地傳輸電能，電感耦合技術(shù)將成為連接充電基站和設(shè)備的橋梁。 大多數(shù)當(dāng)前的充電器，例如 iPod 和 iPhone，通過直接接觸金屬線為設(shè)備的內(nèi)置電池充電。 無線充電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于它的便利性和通用性。 缺點(diǎn)是效率低，只能提供電能。 Apple 的 Dock 連接器不僅提供電源，還可以通過 USB 接口將音頻和視頻文件同步到設(shè)備。 不過，無線充電技術(shù)仍會(huì)為WiFi和電池技術(shù)帶來改進(jìn)。 對(duì)于不需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，這項(xiàng)新技術(shù)將大大減少用戶需要的各種充電器的數(shù)量。 此外，通過采用無線充電技術(shù)，公共移動(dòng)設(shè)備充電站可能成為現(xiàn)實(shí)。

歷史進(jìn)程

歷史發(fā)現(xiàn)

早在 1830 年代，邁克爾·法拉第 (MIChael Faraday) 就發(fā)現(xiàn)周圍磁場(chǎng)的變化會(huì)在導(dǎo)線中感應(yīng)出電流。 1890年代，出生于塞爾維亞的科學(xué)家尼古拉·特斯拉申請(qǐng)了第一項(xiàng)專利。

不幸的是，這方面的研究被推遲了一個(gè)世紀(jì)。 最大的障礙是傳動(dòng)效率太低，存在危險(xiǎn)。 電磁輻射只適合傳遞信息，不適合傳遞能量。 因?yàn)檩椛涫欠嵌ㄏ虻?，所以能量被浪費(fèi)在無用的空間中。 已設(shè)想使用定向電磁輻射，例如激光，但不切實(shí)際且極其危險(xiǎn)。

后續(xù)發(fā)展

香港城市大學(xué)電子工程系許樹元教授早年成功研發(fā)出“無線電池充電平臺(tái)”，無需外接電線即可將數(shù)款電子產(chǎn)品放在一個(gè)充電平臺(tái)上，通過低電壓自動(dòng)充電。 頻率電磁場(chǎng)。 時(shí)間與傳統(tǒng)充電器無異。 不過這項(xiàng)技術(shù)還是需要產(chǎn)品與充電器接觸，主要是利用了近場(chǎng)電磁耦合的原理。

麻省理工學(xué)院研究人員在無線輸電方面取得新進(jìn)展。 他們用兩米外的電源“單獨(dú)”點(diǎn)亮了一個(gè)60瓦的燈泡。

在Soljacic的設(shè)計(jì)中，無輻射的無線能量傳輸是有距離限制的，接收器越小，距離越短。 他計(jì)算出一個(gè)筆記本電腦大小的物體可以接收幾米范圍內(nèi)的無線電力傳輸，“因此在每個(gè)房間安裝一個(gè)發(fā)射器可以為整個(gè)房子的筆記本電腦供電?！?/span>

Soljacic希望通過使用不同的材料和改進(jìn)技術(shù)，將效率提高到70%到80%。 他們相信改進(jìn)后的設(shè)備可以在三到五年內(nèi)為筆記本電腦、手機(jī)和其他設(shè)備無線充電。

工作準(zhǔn)則

物理學(xué)家早就知道，能量可以在以相同頻率共振的兩個(gè)物體之間有效傳遞，而不同頻率的物體相互作用較弱。 這就是為什么有歌手唱到，其中一個(gè)水量不同的瓶子可以被打碎而不影響其他瓶子的原因。 就像蕩秋千一樣，只要坐在上面，讓下垂的雙腿同步擺動(dòng)，就能為秋千帶來動(dòng)力。 無線充電技術(shù)利用了這一原理。 同樣，無線充電技術(shù)也應(yīng)用了電磁波感應(yīng)原理和相關(guān)的交流感應(yīng)技術(shù)。 它在發(fā)送端和接收端使用相應(yīng)的線圈發(fā)送和接收感應(yīng)交流信號(hào)進(jìn)行充電。 用戶只需將充電設(shè)備放在“平板電腦”上即可充電。 這種充電方式過去曾出現(xiàn)在手表和剃須刀上，但當(dāng)時(shí)無法對(duì)大容量鋰離子電池進(jìn)行有效充電。 無線充電技術(shù)的原理圖如圖所示。

一種新型無線充電器最初是由一家英國(guó)公司發(fā)明的。 它看起來像一個(gè)塑料鼠標(biāo)墊。 這款“鼠標(biāo)墊”配備了密集排列的小線圈，因此可以產(chǎn)生磁場(chǎng)并將能量傳輸?shù)綄Ｓ贸潆娖鳌?接收線圈并因此充電的電子設(shè)備。 接收線圈由磁性合金繞線而成，大小形狀類似口香糖，可以方便地貼在電子設(shè)備上。 將您的手機(jī)等放在墊子上充電，并同時(shí)為多個(gè)設(shè)備充電。 充電技術(shù)以前也出現(xiàn)過，但這項(xiàng)新發(fā)明更加方便實(shí)用。 只要將接收線圈貼在手機(jī)等設(shè)備上，就可以在“鼠標(biāo)墊”上隨處充電，不像以往的一些技術(shù)需要精確定位。 幾個(gè)設(shè)備同時(shí)放在墊子上，可以同時(shí)充電。 充電器產(chǎn)生的磁場(chǎng)非常微弱，可以給設(shè)備充電，但不會(huì)影響附近的信用卡、錄像帶等使用磁記錄數(shù)據(jù)的物品。

無線充電系統(tǒng)主要采用電磁感應(yīng)原理，通過線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量傳輸。 如圖所示，系統(tǒng)工作時(shí)，輸入端通過全橋整流電路將交流市電轉(zhuǎn)換成直流電，或直接用24V直流端給系統(tǒng)供電。

輸出的直流電經(jīng)過電源管理模塊后，由2M有源晶振轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組。 能量通過兩個(gè)電感線圈耦合，次級(jí)線圈輸出的電流經(jīng)接收轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成直流電給電池充電。

變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)又會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。 它們的大小與其變化率有關(guān)，一個(gè)正弦函數(shù)的變化率是另一個(gè)正弦函數(shù)，所以電磁波可以傳播，感應(yīng)電壓的產(chǎn)生與線圈的磁通量變化有關(guān)，所以 線圈內(nèi)部變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而完成充電過程。

手機(jī)無線充電是一種比較新穎的充電方式。 它的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是將普通變壓器的初級(jí)和次級(jí)分開，達(dá)到無線的目的。 當(dāng)然，無線充電的工作效率比較高，甚至可以舍棄鐵芯，直接用線圈來實(shí)現(xiàn)能量傳遞的功能。

基本特征

1、從理論上講，無線充電技術(shù)對(duì)人體安全無害。 無線充電采用的共振原理是磁場(chǎng)共振，只在同頻共振的線圈之間傳輸，其他設(shè)備無法接受該頻段。 此外，無線充電技術(shù)所使用的磁場(chǎng)本身對(duì)人體無害。 但無線充電技術(shù)畢竟是一種新型的充電技術(shù)。 以麥源客的無線充電器為例，很多人會(huì)擔(dān)心無線充電技術(shù)會(huì)和Wi-Fi、手機(jī)天線桿剛出現(xiàn)時(shí)一樣。 事實(shí)上，技術(shù)本身是無害的。

2、麥源的無線充電技術(shù)是利用磁共振在充電器和設(shè)備之間通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳輸電荷，線圈和電容在充電器和設(shè)備之間形成共振。

3、麥源表示，這個(gè)系統(tǒng)未來可以廣泛應(yīng)用，比如電動(dòng)車的充電區(qū)，電腦芯片的電力傳輸?shù)取?該技術(shù)開發(fā)的充電系統(tǒng)所需的充電時(shí)間僅為現(xiàn)有充電系統(tǒng)的一百五十倍。

4、有線充電技術(shù)更高。 邁遠(yuǎn)無線充電的轉(zhuǎn)化率比有線充電高出幾個(gè)百分點(diǎn)。 高轉(zhuǎn)化率也是無線充電器在全球應(yīng)用的關(guān)鍵因素。 然而，無線充電技術(shù)也受到距離的限制。 為了未來的發(fā)展，需要解決遠(yuǎn)距離傳輸?shù)牟ǘ魏痛艌?chǎng)范圍的精確定位問題。

5、核心芯片是無線充電技術(shù)在產(chǎn)品中應(yīng)用的難點(diǎn)之一。 精確的輻射范圍控制、磁場(chǎng)頻率等控制均由芯片實(shí)現(xiàn)。

問題總結(jié)

市場(chǎng)應(yīng)用發(fā)展瓶頸

1、無線充電核心技術(shù)不完善

2、輻射區(qū)難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸

3、遠(yuǎn)距離定位對(duì)硬件要求過高

4、磁場(chǎng)共振高度匹配可控且體積小

5、應(yīng)用范圍有限，沒有擴(kuò)展

6、市場(chǎng)因素 開發(fā)商出于消費(fèi)心理不愿大力進(jìn)行技術(shù)研發(fā)

輻射危害

麻省理工學(xué)院的研究人員表示，人體對(duì)電場(chǎng)反應(yīng)強(qiáng)烈，但對(duì)磁場(chǎng)反應(yīng)微弱，因此該系統(tǒng)不會(huì)影響人體健康。 然而，這只是一種猜測(cè)。 一些研究人員對(duì)這種觀點(diǎn)表示擔(dān)憂，需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)才能將其應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中。

充電器作為電子充電產(chǎn)品，本身就無法避免輻射，所以無線充電器存在輻射在所難免。 不過無線充電器的功率很小，充電時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的輻射也小，應(yīng)該不會(huì)對(duì)人造成太大的傷害。

統(tǒng)一端口

為了避免不必要的浪費(fèi)，產(chǎn)生更多的電子垃圾，中國(guó)正在對(duì)手機(jī)充電器端口進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。 但對(duì)于無線充電技術(shù)來說，這將是最流行的：不僅手機(jī)可以使用，數(shù)碼相機(jī)、iPhone、iPad、筆記本也可以共用這個(gè)充電設(shè)備。 日本富士通甚至準(zhǔn)備推出更先進(jìn)的技術(shù)，將其成功從便攜式電子產(chǎn)品擴(kuò)展到電動(dòng)汽車充電領(lǐng)域。 富士通此舉的最終目的是在街頭設(shè)立公共“充電點(diǎn)”，為便攜式數(shù)碼設(shè)備和電動(dòng)汽車用戶提供更便捷的24小時(shí)全天候充電服務(wù)。 此外，無線充電器更智能，更節(jié)能。 雖然無線充電設(shè)備的效率約為70%，與有線充電設(shè)備相當(dāng)，但它具有充滿電后自動(dòng)關(guān)機(jī)功能，避免不必要的能源消耗。 并且性能驗(yàn)收率不斷提高。

手機(jī)內(nèi)置充電接收器，統(tǒng)一無線充電標(biāo)準(zhǔn)

要實(shí)現(xiàn)手機(jī)等產(chǎn)品的無線充電，必須有兩個(gè)部分：發(fā)射器，連接電源，負(fù)責(zé)將電能傳輸?shù)綇V闊的空間； 接收器一般安裝在電子產(chǎn)品上，用來接收電能。 無線充電技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于手機(jī)產(chǎn)品中。 以iPhone為例，無線充電廠商對(duì)其進(jìn)行了改裝，安裝了一種類似“蘋果皮”的“衣服”。作為無線充電接收器，它以加裝手機(jī)充電盒的形式出現(xiàn)，但相關(guān) 修改后的產(chǎn)品可以在中國(guó)推出。被稱為“Qi Door”的手機(jī)殼同時(shí)支持 iPhone 和黑莓手機(jī)，讓用戶可以盡早使用該功能，而無需更換手機(jī)。2013 年初，無線充電接收器將全面“ 瘦下來”，成為手機(jī)內(nèi)置的無線充電接收芯片，只有指甲蓋那么大。諾基亞、飛利浦、LG、三星、索愛、iPhone、HTC、谷歌、中興、夏普、RIM等眾多國(guó)際知名手機(jī) 手機(jī)廠商都支持這項(xiàng)技術(shù)，無線充電器也可能會(huì)與手機(jī)捆綁銷售。

手機(jī)無線充電關(guān)鍵是兼容性，Qi標(biāo)準(zhǔn)可保證品牌兼容性

無線充電技術(shù)主要采用電磁技術(shù)。 發(fā)射器將電流轉(zhuǎn)化為電磁波，手機(jī)利用內(nèi)置芯片接收器將電磁波轉(zhuǎn)化為電流為手機(jī)充電。 無線充電技術(shù)推廣的關(guān)鍵是保證各廠商無線充電器的兼容性。 Qi標(biāo)準(zhǔn)的制定使得無線充電有了統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，保證了同一充電器對(duì)多個(gè)品牌和產(chǎn)品的兼容性。 無線充電聯(lián)盟主席Menno Treffers表示，Qi無線充電標(biāo)準(zhǔn)采用電磁感應(yīng)技術(shù)，比其他技術(shù)更高效、更安全。 Qi無線充電標(biāo)準(zhǔn)包括接口、性能、法規(guī)三個(gè)方面。 這對(duì)無線充電技術(shù)的普及是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。 因此，通過Qi標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)可以使用任何通過Qi認(rèn)證的充電基站、底座或其他可充電設(shè)備進(jìn)行充電。 無線充電。 Qi 對(duì)設(shè)備的第一個(gè)前置要求是不高于 5 瓦，這對(duì)于一些希望筆記本電腦也使用無線充電技術(shù)的制造商來說可能是一個(gè)很大的限制。

廠商紛紛推出Qi標(biāo)準(zhǔn)無線充電產(chǎn)品，市場(chǎng)廣闊

全球最大的電池和便攜式照明設(shè)備制造商勁量（Energizer）表示，即將推出支持Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線充電器產(chǎn)品，將率先為蘋果iPhone3GS和黑莓Blackberry Curve8900用戶帶來全新的無線充電體驗(yàn)。 同時(shí)，根據(jù)市場(chǎng)研究公司iSuppli提供的數(shù)據(jù)，2013年無線充電設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到140億美元，飛利浦已經(jīng)開始生產(chǎn)包含無線充電功能的新手機(jī)。 飛利浦X723手機(jī)已經(jīng)現(xiàn)身，它的挖礦是一塊3.2英寸240X400屏幕，帶GPS和3百萬像素?cái)z像頭。 好消息是該機(jī)標(biāo)配無線充電器XeniumQ1（Qi無線充電聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)），但具體上市時(shí)間和售價(jià)暫未透露。

接收天線

雖然本文重點(diǎn)介紹充電器，但它也提供了接收天線的概述。 因?yàn)檫@類無線充電設(shè)備本質(zhì)上是一個(gè)變壓器，初級(jí)安裝在充電器中，次級(jí)安裝在終端中。

因?yàn)榕c充電器不匹配的接收天線會(huì)造成充電電路電流波動(dòng)，如何選擇好的充電天線呢？

第一：終端天線需要防磁

如果充電天線只是一個(gè)空心線圈，當(dāng)附近有金屬物體靠近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流，降低充電效率，阻礙充電器的能量向外輻射，增加電流，導(dǎo)致充電器發(fā)熱 .

第二：充電器選用的磁性介質(zhì)分為兩大類：有機(jī)磁性材料和無機(jī)磁性材料。

有機(jī)磁性材料可以做的很薄很翹曲，適合粘接手機(jī)后蓋，用在手機(jī)上； 無機(jī)磁性材料采用燒結(jié)鐵氧體制成，易碎，適合大空間安裝。