無線充電技術簡介

無線充電技術，源于無線電力輸送技術。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（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電接點外露。

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

特斯拉構想的無線輸電方法，是把地球作為內導體、地球電離層作為外導體，通過放大發(fā)射機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月麻省理工學院以Marin Soljacic為首的研究團隊首次演示了利用電磁感應原理的燈泡無線供電技術，他們可以在一米距離內無線給60瓦的燈泡提供電力,電能傳輸效率高達75%。研究者由此設想電源可以在這范圍內為電池進行無線充電，進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部發(fā)生諧振，以相同的頻率振蕩，然后有效的通過磁感應點亮燈泡。

美國Palm公司最早將無線充電技術應用在手機充電器上，它推出的充電設備“點金石”，就是利用電磁感應原理無線對手機進行充電。

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

QI標準及產業(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準吹響集結號，并于2010年推出Qi無線充電國際標準。WPC制定了QI標準，全球主要的手機生產商都加入了WPC聯(lián)盟，并引入了QI標準，為無線充電的發(fā)展奠定基礎，并提供了廣闊的發(fā)展空間。  

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

無線充電技術分類

電磁感應式  

初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。目前最為常見的充電解決方案就采用了電磁感應，事實上，電磁感應解決方案在技術實現(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式充電器專利，就使用了電磁感應技術。 

磁場共振  

由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個無線充電技術原理圖裝置調整到相同頻率，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，由麻省理工學院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領的研究團隊利用該技術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，類似于早期使用的礦石收音機，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，在隨負載作出調整的同時保持穩(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品的“蚊型”接收器。

無線充電技術的應用

目前無線充電技術已經應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，無線充電技術也可應用在筆記本電腦、平板電腦上。利用無線充電芯片還能為手機、照相機、智能可穿戴設備、智能水杯、臺燈、電動玩具等進行無線充電。

凱基證券分析師郭明錤預測， 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。

只有手機才能無線充電?電動車也可以。現(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。WiTricity這家公司主攻無線充電領域技術。目前兩家公司已經聯(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、豐田，國內的比亞迪、中興新能源汽車也已經生產出了無線充電汽車。不過，目前汽車行業(yè)的無線充電技術還處在早期研發(fā)階段。國際業(yè)內人士認為，無線充電標準起碼要等到2018年才能成型，而其商用則還要晚2年時間。

總體而言，無線充電技術或許正處于迎來市場變革的關鍵時間點。磁感應技術雖然使用體驗不佳，但經由手機廠商的大力推廣，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。而從技術發(fā)展本身而言，磁共振無線技術的發(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離人們的預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便利性的一種方式。理想和現(xiàn)實往往是有差距的，但技術總會不斷進步。理性地看待技術現(xiàn)狀，合理地管理期望，行業(yè)才會不斷的持續(xù)發(fā)展。