无线充电技术漫谈及技术原理

随着科技的发展，各种电子产品应运而生：手机，手表，psp，mp3，iPod……他们为我们的生活提供了无线便利，也极大的丰富了我们的业余生活，然而各式各样的充电器却让我们为之头疼！各个电子产品的充电器型号各不相同，难以实现很好的兼容。然而无线充电技术的发展却为我们提供了给便携式电子产品充电的最佳解决方案，让所有电子产品只要在有无线充电设备的地方便能随时充电，大大减轻了我们的负担。

无线充电理论并不是新的技术，百年来有很多实验室进行此技术的研究。由于无线充电的效率低，距离极短，安全性差等因素阻碍了此技术的推广。现阶段某些新型材料出现和技术的进步，一定程度上克服了以上缺点。生活小家电和手持终端的流行，为小功率无线充电的市场化提供了广阔的空间，更适应现代生活的要求，提高生活品质。 新能源行业的发展，又进一步促使了此技术的革新。

1、无线充电技术的发展

19世纪30年代，法拉第发现变化的磁场能够产生电流；紧接着爱迪生的一名助手特斯拉也曾提出过无线电力传输的构想；

香港城市大学电子工程学系许树源教授在早几年曾成功研制出"无线电池充电平台"，需要产品与充电器接触，它主要利用的是近场电磁耦合原理。

2007年，美国麻省理工学院的马林·索尔贾希克等人在无线传输电力方面取得了新进展，他们用两米外的一个电源，"隔地"点亮了一盏60瓦的灯泡。

2010年9月1日，全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟（WPC）在北京宣布将Qi无线充电国际标准率先引入中国。WPC标准定义了电感耦合（线圈结构）的类型，以及低功耗无线设备所用的通信协议.

无线充电联盟副主席布雷特·刘易斯介绍，联盟成员近60家，包括劲量、LG电子、诺基亚等。

北京时间11月9日消息，据国外媒体报道，英国haloipt公司近日在伦敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。

至此，无线充电技术采用统一的工业标准，未来几年，手提电话、Mp3、数码相机、笔记本等都将采用相同的无线充电器，可以说，该领域已经初步形成了一定的行业标准。现在市场上成型的无线充电器是由英国一家公司发明的，看上去就像一块鼠标垫，里面装有密集的小型线圈阵列，可产生磁场，将能量传输给有接收线圈的电子设备，进行充电，这种接收装置像口香糖一样，可以很方便的贴在电子设备上。但迄今位置，无线充电技术在大功率的设备上仍然不能很好的实现。

2、无线充电技术原理

目前，无线充电主要有三种方式：电磁感应、无线电波、电磁共振作用。

2.1电磁感应方式

电磁感应式通过初级通以交变电流，变化电场产生变化的磁场，磁场通过次级相耦合的线圈感应产生电流，从而将能量从传输端转移到接收端。

然而，由于线圈耦合的介质为空气，没有高磁导率的磁芯作为介质，磁力线会严重的发散到空气中，漏感严重，转换效率严重下降！这也是制约此项技术向更高功率设备发展的最大因素。一般需要通过串联电容来组成谐振电路对传输功率进行补偿，以提高功率传输能力来进行功率补偿！

2.2无线电波方式

无线电波则是另一个发展比较成熟的方式，其基本原理类似于早期的矿石收音机。电波能携带能量并传递能量，导体中电流强弱的改变会产生无线电波，当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化产生谐振效应，又会在导体中产生电流。这种通过无线电波来传递能量的方式与电磁炉有些相似。该领域的代表公司为Powercast，其最终研制的微型高效接收电路，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的"蚊型"接收器，Powercast解决方案就可以将无线电波转化成直流电，在约1米范围内为不同电子装置的电池充电。

2.3电磁共振方式

电磁共振也就是通过磁场耦合共鸣的技术实现近程无线供电，并且此技术还在研究之中。由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到50cm，还无法实现商用化，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降。

Qi的无线标准采用的是就是电磁感应原理。实现无线充电技术要靠两种设备来实现，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。但是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