無(wú)線充電技術(shù)怎么了？

日前，一家本土公司的技術(shù)總監(jiān)表示，“國(guó)際上的主流的無(wú)線充電研究，都是在向著大功率和遠(yuǎn)距離的方向發(fā)展，也許20年后會(huì)取得巨大的成功。但是我的著眼點(diǎn)是如何可以利用這個(gè)技術(shù)去減少一次性電池的使用量，減少充電器的種類和數(shù)量。方向稍有不同。但我堅(jiān)信我的方向短期內(nèi)就能造福人類。”他認(rèn)為，目前這些國(guó)際大廠在無(wú)線充電領(lǐng)域的發(fā)展方向是錯(cuò)誤的。那么該公司的無(wú)線充電技術(shù)思路又是如何？
我們生活在一個(gè)由線纜環(huán)繞的世界，但是這太麻煩了，不但影響美觀而且不環(huán)保。布線需要使用大量的銅、塑料以及人力等資源，同時(shí)你在進(jìn)行家居裝修或建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候總是要給線纜預(yù)留位置。因此，我們一直在尋找一種有效的、安全的、可以無(wú)線傳輸供電的設(shè)備，其中誕生的一個(gè)副產(chǎn)品就是微波爐。

無(wú)線充電技術(shù)在消費(fèi)類市場(chǎng)表現(xiàn)出巨大的潛力。在不使用連線的情況下給電子設(shè)備充電不但可為便攜式設(shè)備用戶提供一種便利的解決方案，而且還讓廣大設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ふ业礁邉?chuàng)新性的問(wèn)題解決方法。許多電池供電型便攜式設(shè)備均能受益于這種技術(shù)，從手機(jī)到電動(dòng)汽車不一而足。

科學(xué)家和工程師們?cè)诮鼉蓚€(gè)世紀(jì)前就已經(jīng)知道，傳遞電力并不需要電線始終保持物理接觸。電動(dòng)機(jī)和電力變壓器中含有線圈，這些線圈可以通過(guò)電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互傳輸能量。發(fā)射線圈中的電流可以通過(guò)電磁感應(yīng)使另一個(gè)接收線圈產(chǎn)生電流；兩個(gè)線圈離得很近，但并沒(méi)有發(fā)生接觸。但是科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)無(wú)線電波中帶有電磁輻射，但是通過(guò)傳統(tǒng)的電磁輻射把能量從一個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)點(diǎn)的效率是非常低的，因?yàn)殡姶挪ㄍǔ?huì)向四周擴(kuò)散，大部分能量都會(huì)在傳播過(guò)程中丟失。此外，這種做法也很危險(xiǎn)，尤其是當(dāng)電磁輻射的量級(jí)超出人體可以承受的范圍。

無(wú)線供電技術(shù)現(xiàn)狀　

從目前來(lái)看，電力無(wú)線傳輸技術(shù)主要有三種：電磁感應(yīng)型（利用電流通過(guò)線圈產(chǎn)生磁力實(shí)現(xiàn)近程無(wú)線供電）、電波接受型（電力轉(zhuǎn)換成電波近程無(wú)線供電）、磁場(chǎng)共鳴型（利用磁場(chǎng)等共鳴效應(yīng)近程無(wú)線供電），以上幾種技術(shù)的發(fā)展方向始終集中在對(duì)電力發(fā)送裝置和接受裝置的改進(jìn)上。電波接受型技術(shù)的方向主要在于如何提高電流的Q值以及保持傳輸效率，這對(duì)于低功率的消費(fèi)電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)意義不大，相對(duì)來(lái)書磁共振和電磁感應(yīng)技術(shù)更有商用推廣的價(jià)值。

美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）于2007年6月、美國(guó)英特爾公司于2008年8月分別發(fā)表了使用磁場(chǎng)耦合共鳴的技術(shù)，使用該技術(shù)有望給行駛中的汽車進(jìn)行充電，盡管其傳輸效率只有40％左右?；诖艌?chǎng)耦合共鳴技術(shù)，日本索尼公司開(kāi)發(fā)了延長(zhǎng)無(wú)線傳輸距離的技術(shù)“RepeaterDevice”，使用該技術(shù)可以不用電源線向遠(yuǎn)至50cm的電視機(jī)傳輸60W電力。相關(guān)的技術(shù)也被中國(guó)的海爾在2010年美國(guó)舉行的CES展上展示其“無(wú)尾電視”。

電感耦合是另一種高效和通用的無(wú)線充電方式，主要是分別在供電部分和接收部分設(shè)置電極，利用電極間產(chǎn)生的電場(chǎng)來(lái)供電的方式。由于在電極之間會(huì)產(chǎn)生電容耦合效應(yīng)，因此電場(chǎng)耦合方式也被稱為電容耦合方式。在去年深圳舉行的高交會(huì)電子展上，村田就展出了一款支持移動(dòng)設(shè)備充電的電場(chǎng)耦合式無(wú)線電力傳輸模塊，通過(guò)內(nèi)置入移動(dòng)設(shè)備的RFIC以及植入充電模塊的充電板，就可以實(shí)現(xiàn)“無(wú)線充電”功能。

新型共鳴方式的非接觸充電也已亮相。這就是竹中工務(wù)店正在開(kāi)發(fā)的、使用電場(chǎng)耦合共鳴的技術(shù)。該技術(shù)雖然需要使送電端與受電端緊貼，但卻支持水平方向的錯(cuò)位，不會(huì)象目前已實(shí)用化的、由線圈向線圈供電的電磁感應(yīng)式非接觸充電技術(shù)那樣，在異物侵入時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、電磁波及高頻波等問(wèn)題。而且，與電磁感應(yīng)方式不同，共鳴方式不使用鐵氧體及利茲線圈，因此可降低產(chǎn)品的重量及成本。

此外，索尼發(fā)布的卡片相機(jī)TX300V/TX200V，夏普發(fā)布的SH-13C手機(jī)，均采用無(wú)線充電功能，其中SH-13C透過(guò)無(wú)線充電，將手機(jī)搭配的1230mAh電池充滿約需2至2.5個(gè)小時(shí)。美國(guó)高通（Qualcomm）則開(kāi)發(fā)出一款采用磁共振方式進(jìn)行無(wú)線供電的“eZone”，可以為搭配充電臺(tái)座的“iPhone”充電。據(jù)測(cè)試，如果為1000mAh容量的電池充電，2小時(shí)內(nèi)便可充滿。

除了這些國(guó)際廠商，在國(guó)內(nèi)相關(guān)的產(chǎn)品也不少。打開(kāi)淘寶，搜索“無(wú)線充電器”，可以看到上百種針對(duì)iPhone的無(wú)線充電板或手機(jī)套，價(jià)格從100多元到900多元不等。這種產(chǎn)品（類似產(chǎn)品如“點(diǎn)金石”）一般分為兩個(gè)部分：一部分為充電板，另一部分為與手機(jī)連接的電源接收器，其實(shí)現(xiàn)原理依然是電磁感應(yīng)，不過(guò)毛病也有不少。這些淘寶產(chǎn)品一方面存在發(fā)熱量大和電磁輻射的問(wèn)題；另一方面沒(méi)有對(duì)于錯(cuò)誤充電的ID認(rèn)證方法，容易釀成危險(xiǎn)，同時(shí)在充電時(shí)也無(wú)法進(jìn)行上網(wǎng)等數(shù)據(jù)傳輸。此外，針對(duì)不同的電池，充電的要求也不盡相同。

WPC標(biāo)準(zhǔn)的建立　

為了解決以上的難題，專門針對(duì)于無(wú)線電源的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織——無(wú)線充電聯(lián)盟（WPC）成立了。該組織成立于2008年，由亞洲、歐洲和美國(guó)的各行業(yè)公司組成，其中包括電子設(shè)備制造廠商和原始設(shè)備制造商（OEM）。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。在這種標(biāo)準(zhǔn)下工作的任何設(shè)備都可以與任何其他WPC兼容設(shè)備配對(duì)。獲得WPC聯(lián)盟的認(rèn)證的產(chǎn)品，將被標(biāo)識(shí)“Qi”字樣的LOGO，具有“Qi”的終端，可以在所有標(biāo)有該LOGO的充電板上充電。并且，獲得Qi標(biāo)識(shí)后，不用向WPC聯(lián)盟付費(fèi)。