无线充电的概念,主要是针对电子产品充电时,各式充电器导致插线板变得繁杂、凌乱。如果只要一个充电器,把这些电子产品放到充电器上就能开始充电,将解决这些烦恼,所以无线充电就在大家力图摆脱电线纠缠的烦恼中应运而生,不仅能够简化使用,更能避免产生过多的电子垃圾。
在无线充电领域,有个词挺有意思,就是“Qi”,那什么是Qi?Qi 是由无线充电联盟制定且不断发展的无线充电标准,该标准受到包括 Apple、Philips 和贝尔金在内的 200 余家知名企业的大力拥护。其目标在于安全便捷地提供无线充电,同时确保带 Qi 徽标的所有设备相互兼容。
Qi是无线充电的国际标准,并且"WPC"(Wireless Power Consortium)这个团体正进行规格制定以及推进。首先介绍无线充电的代表性的种类以及原理,规格吧。
即使说无线充电也不是说电在空气里面像雷那样飞来飞去。作为代表性的无线充电方式的种类,有"电磁感应方法""磁场共鸣方式""电场结合方式""电波接收方式"。
1、电磁感应方法
初级线圈一定频率的交流电,通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流,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。
2、磁场共鸣
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。相比电磁感应方式,利用共振(优点)可延长传输距离。磁共振方式不同于电磁感应方式,无需使线圈间的位置完全吻合。
3、电场结合
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。【很科幻!】
4、电波接收
充电模块是由2个非对称偶极子按垂直方向排列而成的,这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成。无线供电模块就是通过这2个非对称偶极子的电场耦合而产生的感应电场来供电的。电场耦合方式的特点大致有三:①充电时可实现位置自由,②电极薄,③电极部的温度不会上升。因此不仅能够提供便利性,而且还可降低系统成本。目前已试制完成为平板终端及电子书等便携终端进行无线供电的供电台。
就目前来说,无线充电器还无法达到无线网络那么大范围的覆盖率,虽然充电板和接收器是两个部分,但是彼此还是不能分开太远,不然充电效率会大幅下降甚至无法充电。除此之外,无线充电器充电的转化率比起有线充电器来说,要低了不少,目前最高只能达到70%。但这已经是很不错的效果了。因此,虽然在现阶段可能没法大规模普及,但是无线充电器将成为一个新的发展方向。磁共振方法在理论上虽然不错,不过在实际设计中还是遇到了很多麻烦。不仅寄生电容和外部磁场,甚至连接受设备都能干扰到充能电磁场,从而影响充电效率。此外,越小的设备越会受到外部因素的影响,使得这项技术很难应用到移动电话中。无线充电技术眼下仅可在2米范围内为小电器充电。研究人员希望,把有效充电距离增大至30米。