無線供電技術(shù)現(xiàn)狀：知名大廠迷失了方向？

引言：日前，一家本土公司的技術(shù)總監(jiān)表示，“國際上的主流的無線充電研究，都是在向著大功率和遠(yuǎn)距離的方向發(fā)展，也許20年后會取得巨大的成功。但是我的著眼點(diǎn)是如何可以利用這個技術(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。但我堅信我的方向短期內(nèi)就能造福人類?！彼J(rèn)為，目前這些國際大廠在無線充電領(lǐng)域的發(fā)展方向是錯誤的。那么該公司的無線充電技術(shù)思路又是如何？
我們生活在一個由線纜環(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，同時你在進(jìn)行家居裝修或建筑設(shè)計的時候總是要給線纜預(yù)留位置。因此，我們一直在尋找一種有效的、安全的、可以無線傳輸供電的設(shè)備，其中誕生的一個副產(chǎn)品就是微波爐。
無線充電技術(shù)在消費(fèi)類市場表現(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)計人員能夠?qū)ふ业礁邉?chuàng)新性的問題解決方法。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)到電動汽車不一而足。
科學(xué)家和工程師們在近兩個世紀(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。電動機(jī)和電力變壓器中含有線圈，這些線圈可以通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象相互傳輸能量。發(fā)射線圈中的電流可以通過電磁感應(yīng)使另一個接收線圈產(chǎn)生電流；兩個線圈離得很近，但并沒有發(fā)生接觸。但是科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)無線電波中帶有電磁輻射，但是通過傳統(tǒng)的電磁輻射把能量從一個點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一個點(diǎn)的效率是非常低的，因為電磁波通常會向四周擴(kuò)散，大部分能量都會在傳播過程中丟失。此外，這種做法也很危險，尤其是當(dāng)電磁輻射的量級超出人體可以承受的范圍。
無線供電技術(shù)現(xiàn)狀
從目前來看，電力無線傳輸技術(shù)主要有三種：電磁感應(yīng)型（利用電流通過線圈產(chǎn)生磁力實現(xiàn)近程無線供電）、電波接受型（電力轉(zhuǎn)換成電波近程無線供電）、磁場共鳴型（利用磁場等共鳴效應(yīng)近程無線供電），以上幾種技術(shù)的發(fā)展方向始終集中在對電力發(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，這對于低功率的消費(fèi)電子產(chǎn)品來說意義不大，相對來書磁共振和電磁感應(yīng)技術(shù)更有商用推廣的價值。
美國麻省理工學(xué)院（MIT）于2007年6月、美國英特爾公司于2008年8月分別發(fā)表了使用磁場耦合共鳴的技術(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?；诖艌鲴詈瞎缠Q技術(shù)，日本索尼公司開發(fā)了延長無線傳輸距離的技術(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)也被中國的海爾在2010年美國舉行的CES展上展示其“無尾電視”。
電感耦合是另一種高效和通用的無線充電方式，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)生的電場來供電的方式。由于在電極之間會產(chǎn)生電容耦合效應(yīng)，因此電場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電子展上，村田就展出了一款支持移動設(shè)備充電的電場耦合式無線電力傳輸模塊，通過內(nèi)置入移動設(shè)備的RFIC以及植入充電模塊的充電板，就可以實現(xiàn)“無線充電”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)店正在開發(fā)的、使用電場耦合共鳴的技術(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位，不會象目前已實用化的、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，在異物侵入時會出現(xiàn)發(fā)熱、電磁波及高頻波等問題。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)，均采用無線充電功能，其中SH-13C透過無線充電，將手機(jī)搭配的1230mAh電池充滿約需2至2.5個小時。美國高通（Qualcomm）則開發(fā)出一款采用磁共振方式進(jìn)行無線供電的“eZone”，可以為搭配充電臺座的“iPhone”充電。據(jù)測試，如果為1000mAh容量的電池充電，2小時內(nèi)便可充滿。