手机没电了,没带充电器,烦躁!iPad没电了,没带充电器,郁闷!笔记本没电了,没带充电器,咋办?这些经常困扰我们的烦恼,将来会慢慢从我们生活中消失,因为有了无线充电技术。近几年,无线充电技术发展如火如荼,无需电线,便捷的充电模式深受人们喜爱,这到底是怎么回事?让我们走进无线充电的世界看一看!
概念
无线充电技术是完全不借助电线,利用磁铁为设备充电的技术,充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。无线充电技术,源于无线电力输送技术,利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振,实现电能高效传输的技术。
原理
电磁感应式充电
初级线圈一定频率的交流电,通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的充电垫解决方案就采用了电磁感应,事实上,电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感,中国本土的比亚迪公司,早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利,就使用了电磁感应技术。
磁场共振充电
由能量发送装置,和能量接收装置组成,当两个装置调整到相同频率,或者说在一个特定的频率上共振,它们就可以交换彼此的能量,是目前正在研究的一种技术,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。
标准
Qi标准
Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织--无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称WPC)推出的"无线充电"标准,具备便捷性和通用性两大特征。首先,不同品牌的产品,只要有一个Qi的标识,都可以用Qi无线充电器充电。其次,它攻克了无线充电"通用性"的技术瓶颈,在不久的将来,手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电,为无线充电的大规模应用提供可能。
市场比较主流的无线充电技术主要通过三种方式,即电磁感应、无线电波、以及共振作用,而Qi采用了目前最为主流的电磁感应技术。在技术应用方面,中国公司已经站在了无线充电行业的最前沿。据悉,Qi在中国的应用产品主要是手机,这是第一个阶段,以后将发展运用到不同类别或更高功率的数码产品中。
Power Matters Alliance标准
Power Matters Alliance标准是由Duracell Powermat公司发起的,而该公司则是由宝洁与无线充电技术公司Powermat合资经营,拥有比较出色的综合实力。除此以外,Powermat还是Alliance for Wireless Power(A4WP)标准的支持成员之一。
已经有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了PMA联盟(Power Matters Alliance缩写)。PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的手机和电子设备,打造无线供电标准,在无线充电领域中具有领导地位。
Duracell Powermat公司推出过一款WiCC充电卡采用的就是Power Matters Alliance标准。WiCC比SD卡大一圈,内部嵌入了用于电磁感应式非接触充电的线圈和电极等组件,卡片的厚度较薄,插入现有智能手机电池旁边即可利用,利用该卡片可使很多便携终端轻松支持非接触充电。
A4WP标准
A4WP是Alliance for Wireless Power标准的简称,由美国高通公司、韩国三星公司以及前面提到的Powermat公司共同创建的无线充电联盟创建。该联盟还包括Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker Acustic和SK Telecom等成员,目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。
iNPOFi技术
iNPOFi("invisible power field",即"不可见的能量场")无线充电是一种新的无线充电技术。其无线充电系列产品采用智能电传输无线充电技术,具备无辐射、高电能转化效率、热效应微弱等特性。
iNPOFi技术作为新一代无线充电技术标准,高效、绿色、便捷、经济。采用该技术的充电设备包含电源发射装置和电源接收装置两部分,发射装置大小、薄厚与普通手机相当,接收装置嵌入手机保护套中,将手机套上保护套,平放在发射装置上进行充电。充电过程中,手机不需要插上任何连接线。相关检测显示,充电过程中电磁辐射为零,电能效率转换达94.7%,接近有线充电。充电设备支持低电压供电,兼容普通USB供电;实现低温充电,有效保障设备及电池的使用安全及寿命。
无线电波式充电
这是发展较为成熟的技术,类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成,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。此种方式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。
优缺点
优点:
1. 利用无线磁电感应充电的设备可做到隐形,设备磨损率低,应用范围广,公共充电区域面积相对的减小,但减小的占地面积份额不会太大。
2. 技术含量高,操作方便,可实施相对来说的远距离无线电能的转换,但大功率无线充电的传输距离只限制在5米以内,不会太远。
3. 操作方便。
缺点:
1. 虽然设备技术含量高,但设备的经济成本投入较高,维修费用大。
2. 因实现远距离大功率无线磁电转换,所以设备的耗能较高。无线传输的距离越远,无用功的耗损也就会越大。
3. 《无线充电技术》设备本身实现的是二次能源转换,也就是将网电降压(或直接)变为直流电后在进行一次较高频率的开关控制交流变换输出。由于大功率的交直交电流转换是进行电能的二次性无线传输原因,所以电磁的空间磁损率太大。
4. 因为采取无线传输,磁能的无用功耗损会随着《无线充电设备》的功率增高而上升。
前景
无线充电看似是一项新的技术,其实发展的时间已经较长。目前在消费电子领域出现了无线充电的研发热潮,除诺基亚外,三星、谷歌等厂商均将这项技术应用到产品之中,苹果也申请了无线充电相关的专利。
现在还有配件制造商还推出了车载Qi无线充电配件,自行设置NFC启动功能,比如,放置底座中便开启GPS导航功能,同时进行无线充电。就像Jeep公司将在2014年款的Cherokee车型中加入Qi无线充电车载底座,同时包括丰田、大众、奔驰等公司也在不断跟进。
可见,无线充电技术不仅可用于消费电子产品,还可用于汽车、医疗植入体等重要设备。随着该技术像Wi-Fi一样逐渐普及,它将大大改变人们的生活。