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無線充電

 優(yōu)西貴澤 2013-12-15

無線充電技術(shù)

編輯詞條
無線充電技術(shù)

無線充電技術(shù),利用磁鐵立即為一個以上的設(shè)備充電并且完全不借助電線,這項技術(shù)允許設(shè)備在距離充電器最遠(yuǎn)可達(dá)幾米遠(yuǎn)的地方進(jìn)行無線充電,富士通的無線充電技術(shù)利用磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電荷,線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振。

基本簡介

  麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊在2007年6月7日美國《科學(xué)》雜志的網(wǎng)站上發(fā)表了他們的研究成果。研究小組把共振運用到電磁波的傳輸上而成功“抓住”了電磁波。他們利用銅制線圈作為電磁共振器,一團(tuán)線圈附在傳送電力方,另一團(tuán)在接受電力方。

  當(dāng)傳送方送出某特定頻率的電磁波后,經(jīng)過電磁場擴散到接受方,電力就實現(xiàn)了無線傳導(dǎo)。這項被他們稱為“無線電力”的技術(shù)經(jīng)過多次試驗,已經(jīng)能成功為一個兩米外的60瓦燈泡供電。目前這項技術(shù)的最遠(yuǎn)輸電距離還只能達(dá)到2.7米,但研究者相信,電源已經(jīng)可以在這范圍內(nèi)為電池充電。而且只需要安裝一個電源,就可以為整個屋里的電器供電。

  富士通表示這一系統(tǒng)可以在未來得到廣泛應(yīng)用,例如針對電動汽車的充電區(qū)以及針對電腦芯片的電量傳輸。采用這項技術(shù)研制的充電系統(tǒng)所需要的充電時間只有當(dāng)前的一百五十分之一。

編輯本段共振原理

  麻省理工學(xué)院的科研組不是第一個提出無線能量轉(zhuǎn)換的組織??茖W(xué)家早在19世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)了電磁轉(zhuǎn)換現(xiàn)象,從理論上說,電力可轉(zhuǎn)化為通過無形的介質(zhì)傳播的電磁波,實現(xiàn)電力的無線輸送。但是電磁波向四面八方輻射,能量大量散失,因此“無線輸電”的研究始終進(jìn)展不大。19世紀(jì)的物理學(xué)家無線充電技術(shù)給兩個手機無線充電和工程師尼古拉·特斯拉進(jìn)行了遠(yuǎn)程無線能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實驗,但是當(dāng)他的財力用盡后,這項最有野心的嘗試(29米高的瓦登克萊弗塔)宣告失敗。其他嘗試包括激光等定向能量轉(zhuǎn)換機制。然而,它們與麻省理工學(xué)院的工作不同,這些都需要連續(xù)的可視線路,這對住宅周圍的電力設(shè)施不好。

  現(xiàn)在,研究組成員,助理教授馬林·索亞克教授和他的科研組正在改進(jìn)這個設(shè)備。“這是一項還未得到發(fā)展的系統(tǒng),它證明能量轉(zhuǎn)換行得通。但是目前你不會愿意利用它給你的膝上型電腦供電。我們的目標(biāo)是縮小這個設(shè)備的體積、擴大感應(yīng)器間的距離和提高電力轉(zhuǎn)換功效。”他與同事安德烈·庫爾斯、阿里特迪茲·卡拉里斯、羅伯特·莫埃特、約翰·加儂珀洛斯和彼得·索利科合作,進(jìn)行了這項研究。無線充電技術(shù)給汽車無線充電

  利用共振原理實現(xiàn)無線電力傳輸

  這個系統(tǒng)利用了共振(當(dāng)一個物體與另一個物體的固有頻率一樣時,就會產(chǎn)生震動)原理。當(dāng)兩個物體的振動頻率相同時,它們傳遞能量的強度不會受到周圍事物的影響。索亞克教授解釋說:“如果房間內(nèi)放了許多相同的杯子,你向瓶中倒入不同度數(shù)的葡萄酒,這時這些杯子就會產(chǎn)生不同的振幅?!崩?,如果用勺子敲擊,每個杯子都會發(fā)出不同的聲音。“如果我進(jìn)入房間,開始用非常高的聲音歌唱,當(dāng)我的聲音與其中一個杯子的頻率相同時,它就有可能爆炸?!?/p>

  據(jù)英國廣播公司2007年6月19日報道,這個無線電力傳輸不像現(xiàn)在的電力設(shè)備,它可以避免被鼠巢破壞,減少很多麻煩,因為它并不需要電線連接。研究人員在《科學(xué)》雜志上對這種設(shè)備作了詳細(xì)介紹。在實驗測試中,這個設(shè)備讓距離它2米(7英尺)的一盞80瓦電燈泡發(fā)出光亮。該裝置被稱作WiTricity,研究人員根據(jù)物理學(xué)原理研發(fā)了它,這種設(shè)備還適合為膝上型電腦等裝置提供電源。WiTricity利用的是低頻電磁波共振,而不是利用聲學(xué)共振。在實驗中,兩個感應(yīng)器都以10兆赫的頻率震動,產(chǎn)生共振,讓能量在兩者之間傳遞。倫敦帝國學(xué)院的約翰·本德萊教授解釋說:“隨著每一次共振,感應(yīng)器中會有更多的電壓產(chǎn)生?!苯?jīng)過產(chǎn)生多次共振,感應(yīng)器表面就會集聚足夠的能量,讓燈泡發(fā)出光亮。這個能量的集聚也是為什么一位歌手用與杯子相同頻率的聲音歌唱時,杯子不會立刻破裂的原因。本德萊教授說:“酒杯不斷集聚能量,直到能將自己打碎?!?/p>

  據(jù)本德萊教授說,利用波長為30米(100英尺)的低頻電磁波具有安全優(yōu)勢。他說:“通常用千兆赫茲(更短的波長)的手機時,會有電場和磁場輻射同時產(chǎn)生?!边@個過程就是我們所知的“遠(yuǎn)聲場”的一個典型特征,這種場是從振幅超過一個波長的設(shè)備里產(chǎn)生的,如果振幅小于一個波長,產(chǎn)生的將主要是磁場。約翰說:“身體對電場的反應(yīng)很強烈,這也是為什么你能利用 微波爐烹制雞肉的原因。但是磁場不會對人體產(chǎn)生影響。根據(jù)身體對能量的吸收,它對磁場的反應(yīng)幾乎為零。”因此,這項設(shè)備不能給人類帶來任何明顯的健康風(fēng)險。

編輯本段傳輸裝置

工作原理

  利用物理學(xué)的“共振”原理——兩個振動頻率相同的物體能高效傳輸能量。無線充電技術(shù)原理圖1.輸電線中的電能傳入用銅制造的天線中。

  2.天線以10兆赫的波長振動,產(chǎn)生電磁波。

  3.天線發(fā)出的能量傳播到2米(6.5英尺)外。

  4.同樣以10兆赫的頻率震動的膝上型電腦接收到電流,能量充入設(shè)備中。

  5.沒有轉(zhuǎn)換成膝上型電腦的能量不會被天線重新吸收。不能產(chǎn)生10兆赫共振的人和其他物體不會對它產(chǎn)生干擾。

主要特點

  1、從理論上說,這一系統(tǒng)對處在充電場的人完全無害,因為電量只在以同一頻率共振的線圈之間傳輸。但對于這種無線充電技術(shù),很多人可能產(chǎn)生擔(dān)憂,就像當(dāng)初對Wi-Fi和手機天線桿一樣。

  2、富士通的無線充電技術(shù)利用磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電荷,線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振

  3、富士通表示這一系統(tǒng)可以在未來得到廣泛應(yīng)用,例如針對電動汽車的充電區(qū)以及針對電腦芯片的電量傳輸。采用這項技術(shù)研制的充電系統(tǒng)所需要的充電時間只有當(dāng)前的一百五十分之一。

市場需求

  1、隨著iPhone、iPad等對電量充滿“饑渴”的設(shè)備迅速興起,研發(fā)無線充電等突破性充電技術(shù)的需求日益提高。富士通在一份聲明中說:“這項技術(shù)將為手機集合緊湊型無線充電功能以及同時為多個便攜式設(shè)備充電鋪平道路。對多個設(shè)備充電時,設(shè)備相對于充電器的位置沒有任何限制?!?/p>

  2、當(dāng)前的很多無線充電系統(tǒng)依靠線圈之間的電磁感應(yīng),這種方式工作距離太短,設(shè)備需要放置在充電座上,同時也會消耗大量電量。富士通的充電系統(tǒng)立基于磁共振,電量可以在以同樣頻率發(fā)生共振的線圈之間進(jìn)行無線傳輸。

測試應(yīng)用

  1、測試結(jié)果顯示無線傳輸距離大約在15厘米左右,但富士通表示無線傳輸距離最終可實現(xiàn)幾米遠(yuǎn)。

  2、需要指出的是,距離設(shè)備越遠(yuǎn),傳輸中損耗的電量越多。

  3、富士通的系統(tǒng)與美國Witricity公司研發(fā)的技術(shù)類似,后者同樣利用磁共振傳輸電量,傳輸距離可達(dá)到幾米遠(yuǎn)。

  有關(guān)《無線充電》技術(shù)應(yīng)用的社會實際效益

  當(dāng)今,世界各國都在爭先恐后的研制《無線充電技術(shù)》。隨著自然資源的不斷匱乏和日益加重的環(huán)境保護(hù)問題,以電能來替代其它能源的運輸工具已逐漸的發(fā)展開來,電動汽車以及電動自行車已普遍的深入到了人們的生活當(dāng)中。作為電動汽車快速充電設(shè)備的技術(shù)難題還有很多,其中之一就是如何利用《無線充電技術(shù)》來實現(xiàn)電動汽車日益增長的需要。目前,《無線充電技術(shù)》還不很完善,問題的關(guān)鍵點就是能源損失太大和磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換的效率較低。另外,還有大功率《無線充電技術(shù)》的遠(yuǎn)距離傳輸和電磁對環(huán)境的輻射影響等因素還沒有得到充分的解決。 電動汽車實現(xiàn)《無線充電技術(shù)》的優(yōu)點是替代了原始的電網(wǎng)直插式鏈接的諸多弊端,還有電能補充的時間長、車位占地面積大以及人工操作繁瑣等不利因素。但隨之而帶來的電能轉(zhuǎn)換效率低以及能源的浪費和電磁輻射對人類及環(huán)境的影響等諸多不利因素。以往,人們對電動汽車的充電是采用電網(wǎng)降壓的交直流轉(zhuǎn)換方式來獲得電動汽車的電能補給。對于以往的這種充電技術(shù)來講只是一次性電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換,而且一次性電磁感應(yīng)的電能損失小,因為變壓器初次級的電能頻率與電網(wǎng)是一致的(50赫茲),所以不存在中頻以上電磁輻射對環(huán)境產(chǎn)生的影響。但其缺點是在充電時必須提前安裝好接電裝置和需要加長電源引線以及存在某些不安全性等繁瑣操作因素。隨著電動力汽車技術(shù)的不斷完善和市場的保有量逐步的增加,也是為了方便電動汽車的能源補給,人們開始嘗試著研究如何利用《無線充電技術(shù)》對電動汽車進(jìn)行充電,以解決電動汽車在有線充電過程中的諸多不利環(huán)節(jié)。

  《有線充電技術(shù)》與《無線充電技術(shù)》各有各的優(yōu)缺點。

  《有線充電技術(shù)》的優(yōu)點:

  1,能源轉(zhuǎn)換一次性獲得,電能損失小,節(jié)能環(huán)保。

  2,交直流轉(zhuǎn)換一次性,不存在中高頻電磁輻射。

  3,設(shè)備技術(shù)含量低,經(jīng)濟投入不大,維修方便。

  4,電功率的調(diào)節(jié)范圍較寬,適合多種不同電壓和電流等級的蓄電瓶儲能補給。

  《有線充電》的缺點:

  1,設(shè)備的移動搬運和電源的引線過長,主要是人工操作繁瑣。

  2,設(shè)備以及在對電動汽車充電時其公共占地面積過大,

  3,在人工操作過程中,極易出現(xiàn)設(shè)備的過度磨損以及不安全性等因素。

  《無線充電技術(shù)》的優(yōu)點:

  1,利用無線磁電感應(yīng)充電的設(shè)備可做到隱形,設(shè)備磨損率低,應(yīng)用范圍廣,公共充電區(qū)域面積相對的減小,但減小的占地面積份額不會太大。

  2,技術(shù)含量高,操作方便,可實施相對來說的遠(yuǎn)距離無線電能的轉(zhuǎn)換,但大功率無線充電的傳輸距離只限制在5米以內(nèi),不會太遠(yuǎn)。

  3,操作方便。

  《無線充電技術(shù)》的缺點:

  1,雖然設(shè)備技術(shù)含量高,但設(shè)備的經(jīng)濟成本投入較高,維修費用大。

  2,因?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率無線磁電轉(zhuǎn)換,所以設(shè)備的耗能較高。無線傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn),無用功的耗損也就會越大。

  3,《無線充電技術(shù)》設(shè)備本身實現(xiàn)的是二次能源轉(zhuǎn)換,也就是將網(wǎng)電降壓(或直接)變?yōu)橹绷麟姾笤谶M(jìn)行一次較高頻率的開關(guān)控制交流變換輸出。由于大功率的交直交電流轉(zhuǎn)換是進(jìn)行電能的二次性無線傳輸原因,所以電磁的空間磁損率太大。

  4,因為采取無線傳輸,磁能的無用功耗損會隨著《無線充電設(shè)備》的功率增高而上升。

  5,無線充電設(shè)備的電磁輻射會對生物造成很多不利的因素。

  如今,《無線充電技術(shù)》在小功率的范圍內(nèi)還是可以顯示出它的優(yōu)越性的。比如小型直流用電設(shè)備中的通訊儀器儀表、民用無線通訊手機、微型計算機、小型便攜式家用電器等。但實施大功率的無線傳輸來說,就比較困難了。根據(jù)磁能無線傳輸理論來說,傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn),磁能的消耗就會越大,而在終端設(shè)備中所獲得的電能量也就越小。從電動汽車所需的能量補充電功率來說不是很小,一般小型的家用電子設(shè)備的充電電流在0.5安培至2安培之間。而一部幾十馬力的電動汽車所需的電能補充電流大多在5安培至20安培左右。電動汽車的功率越大,所需補充電能的電流量也就越大。而且我們在制造《無線充電設(shè)備》時,其輸出功率會大于500瓦特以上或甚至更高。如果多部機車的聯(lián)動充電,那么所需的總電源功率輸出就會直線上升。對市電的供電系統(tǒng)來說無疑是雪上加霜,從而帶給整座城市的是電網(wǎng)改造和巨額的經(jīng)濟投入,真是得不償失。

  另外,我們可計算一下經(jīng)濟賬。按充電電壓24伏特和15安培的電流對一部電動汽車進(jìn)行充電,充電時間為10小時,其電能損耗只不過在3度左右,按市電當(dāng)前的0.5角價格計算,給一部電動汽車充電的費用大約在一元五角錢左右。如果個人將電動車開到公共無線充電場合去充電的話,其費用不用說是很高的,我們這里所說的是自己使用一般的有線充電裝置對電動車充電時所產(chǎn)生的費用。我們可對比一下,在同一臺電動車充電的狀態(tài)下,無線充電設(shè)備的功率肯定大于一般有線充電裝置。因為《無線充電設(shè)備》的電損肯定大于有線充電設(shè)備的損耗,鑒于兩種設(shè)備之間的經(jīng)濟投入和充電費用,所以人們往往還是喜歡采取低經(jīng)濟投入的有線充電設(shè)備來使用。依據(jù)電工學(xué)理論,我們知道,變壓器的磁路越長,磁損會越大。不論是采取那一種電磁——磁電的遠(yuǎn)距離傳輸轉(zhuǎn)換,都會損失大量的電能。而且電磁——磁電的轉(zhuǎn)換次數(shù)越多,電能的損耗也會越大。而且電子器件的工作電流越大,器件的老化期也會越提前,這給我們對設(shè)備的維修和使用帶來了很多的不便利因素。

  關(guān)于電動車充電站的設(shè)立,在我看來不礙采取兩種方式進(jìn)行對比。就其一次性的充電費用來說,客戶們還是喜歡選擇一般有線充電的充電方式。我說的前提是兩種充電設(shè)備具有一樣的技術(shù)指標(biāo),都可實施快速充電方式和同樣的充電質(zhì)量。此時,我們可通過對充電設(shè)備的電能耗損參數(shù)做個對比,看看哪種設(shè)備的經(jīng)濟價值和社會效益更高。因為我們這個社會是以市場經(jīng)濟核算下的區(qū)域部門單位,人人都要計算經(jīng)濟的投入與回報,所以每一項高科技產(chǎn)業(yè)的投入也必須考慮大眾化的普遍認(rèn)可和產(chǎn)業(yè)自身的經(jīng)濟杠桿問題。同時在化石能源還沒有達(dá)到枯竭的現(xiàn)代社會,民用電動汽車的發(fā)展也不會太快,如果能夠提高蓄電池的一次性充電使用周期才是解決問題的最好辦法。較短的電池一次性充電使用周期是制約電動汽車發(fā)展的最大阻力,從汽車的功率和速度來看,燃料汽車還是存在較多的優(yōu)越性。

  根據(jù)現(xiàn)代能源匱乏的實際情況,電動運輸工具實現(xiàn)大功率《無線充電技術(shù)》的產(chǎn)業(yè)運作還為時過早。為什么會這樣的說呢?雖然發(fā)展電動汽車可以節(jié)約能源和有利于環(huán)境的保護(hù),但對供電系統(tǒng)的各方面量化要求也會更大;如增加電站的建設(shè)投資、輸電網(wǎng)絡(luò)的改造增容等原因。還有,因為電動汽車的社會保有量越大,所需的長期停車充電場所的占地面積也要隨之?dāng)U大。實際上,采取大功率《無線充電技術(shù)》的社會經(jīng)濟投入費用普遍較高,而利用常規(guī)有線式充電方式既簡便,一次性投資又小,而且對市電的量化需求又不大。還有就所占用的土地面積來說也相對的減少,這里所說的減少,是因為每個家庭都可以實施對電動汽車的能量補充,不會統(tǒng)一的集中到公共場所去充電。另外,每個家庭也不會購買價格較高的《無線充電設(shè)備》的,而且自己所擔(dān)負(fù)的充電費用較公共場所要低得多。所以我們一定要宗合來考慮實施大功率《無線充電技術(shù)》的步子邁得是否不要太大,這僅僅是為了一時的方便,而導(dǎo)致了社會總體資源的大量消耗是否是得不償失呢?  


無線充電技術(shù)原理

未來幾年,一種無線充電技術(shù)將在我們的生活中普及并逐漸取代各種各樣數(shù)碼產(chǎn)品的充電器,它甚至可以為你的電動汽車在街頭充電。今天我們就來詳細(xì)解說現(xiàn)代無線充電技術(shù)……

不久前全球首個推動無線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織—— 無線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium)在北京宣布推出首個無線充電標(biāo)準(zhǔn)Qi(讀作CHEE,寓意為“生命能量”),該標(biāo)準(zhǔn)目前已引入中國,很多手機生產(chǎn)商也很看好該技術(shù),將來可能會搭配無線充電器出售手機,這意味著擺脫纏繞煩亂的充電線指日可待。

很多手機生產(chǎn)商也很看好該技術(shù),將來可能會搭配無線充電器出售手機。

 

無線充電技術(shù)工作原理圖解

 

無線充電技術(shù)工作原理圖解。

 

無線充電技術(shù)

 

用無線電波為數(shù)碼產(chǎn)品充電的技術(shù)公司POWERCAST也已與菲利浦公司簽署了合作協(xié)議,準(zhǔn)備推出相關(guān)產(chǎn)品。

無線充電原理:電磁感應(yīng)、無線電波及核磁共振

無線充電器的工作原理利用的是法拉第電磁感應(yīng),當(dāng)電流通過線圈之后,便會產(chǎn)生出磁場;而產(chǎn)生的磁場又會形成電壓,有了電壓之后便會產(chǎn)生電流,有了電流便可以充電。無線充電器便是這樣擺脫電線的束縛的。目前最為常見的無線充電解決方案主要是:電磁感應(yīng),通過初級和次級線圈感應(yīng)產(chǎn)生電流,從而將能量從傳輸段轉(zhuǎn)移到接收端,該解決方案提供商包括英國Splashpower、美國WildCharge和Fulton Innovation等公司。無線電波是另一個發(fā)展較為成熟的技術(shù),其基本原理類似于早期使用的礦石收音機。有公司研發(fā)的微型高效接收電路,可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量,在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時保持穩(wěn)定的直流電壓。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(chǎn)品的“蚊型”接收器,就可將無線電波轉(zhuǎn)化成直流電在約1米范圍內(nèi)為不同電子裝置的電池充電。另一種尚在研究中的技術(shù)是電磁共振,還有一種是激光束傳輸,但難點在于激光束需要固定通道。

中國是世界最大的無線移動通訊市場,對于便捷、易用、互通、兼容的無線充電產(chǎn)品的需求將呈幾何級別增長。無線充電行業(yè)發(fā)展的巨大潛力,也能促進(jìn)中國企業(yè)積 極參與和研究這一市場,有效地提升企業(yè)的產(chǎn)品寬度和競爭能力。而中國本土的比亞迪公司,早在2005年12月申請的非接觸感應(yīng)式充電器專利就使用了電磁感 應(yīng)技術(shù);并且由于中國有強大的山寨市場,預(yù)計中國市場的無線充電技術(shù)發(fā)展應(yīng)會很快。

 

無線充電器

 

真正實現(xiàn)充電器端口統(tǒng)一化

為避免不必要的浪費和產(chǎn)生更多的電子垃圾,中國正在執(zhí)行手機充電器端口統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。但對于無線充電技術(shù)來說,這一點將會得到最大程度的普及:不但手機可以使用,數(shù)碼相機、iPone和iPad、筆記本也都可以一同分享這種充電設(shè)備。日本富士通甚至準(zhǔn)備推出一個更為高級的技術(shù),將這種成功從便攜式電子產(chǎn)品擴大到電動汽車充電中。富士通公司此舉最終目的是在街頭設(shè)置公用“充電點”,可以為便攜數(shù)碼設(shè)備以及電動汽車用戶實現(xiàn)更方便地24小時全天候充電服務(wù)。除此之外無線充電器更聰明可節(jié)省耗能。雖然無線充電設(shè)備的效能接收在70%左右,和有線充電設(shè)備相等,但是它具備電滿自動關(guān)閉功能,避免了不必要的能耗。而且這個效能接收率在不斷提高,很快將能達(dá)到98%。

無線充電技術(shù)投入量產(chǎn)指日可待

電磁感應(yīng)解決方案在技術(shù)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(yīng)式充電器專利就使用了電磁感應(yīng)技術(shù)。飛利浦最新推出的電動牙刷也使用了無線充電技術(shù)。而使用無線電波為數(shù)碼產(chǎn)品充電的技術(shù)公司POWERCAST也已與菲利浦公司簽署了合作協(xié)議,準(zhǔn)備推出相關(guān)產(chǎn)品。而前文提到的麻省理工學(xué)院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊為其取名為WiTricity試驗,由于使用的線圈直徑達(dá)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。他們預(yù)計在未來幾年內(nèi),最終開發(fā)出能夠安全為筆記本電腦和其它設(shè)備的無線充電產(chǎn)品。

 

無線充電技術(shù)

 

要實現(xiàn)手機等產(chǎn)品的無線充電需要兩個部分:一個事發(fā)射器,一個是安裝在數(shù)碼產(chǎn)品上的接收器。



    無線充電(Wireless charge),又稱作感應(yīng)充電、非接觸式感應(yīng)充電,是利用近場感應(yīng),也就是電感耦合,由供電設(shè)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(dǎo)電接點外露。

無線充電技術(shù)走進(jìn)消費者視線開始于2010年,2011年多家日本廠商率先展示其無線充電技術(shù)相關(guān)商用設(shè)備,并且在2011年下半年開始有一些消費電子廠商將其用于智能手機等便攜設(shè)備的充電應(yīng)用,逐漸開始走入大眾的世界。根據(jù)市場研究機構(gòu)Marketsand Markets的一份報告,全球無線充電市場將在未來五年內(nèi)獲得井噴式增長,到2017年將形成超過70億美元的市場,而在2011年這一數(shù)字僅僅只有4.57億美元,年復(fù)合增長率預(yù)計為57.6%。

    未來的無線充電技術(shù)將讓所有的移動設(shè)備嵌入內(nèi)置接收器和發(fā)射器,這些接收器和發(fā)送器被無處不在的部署在公共區(qū)域,如咖啡館、賓館、機場、快餐店等。消費電子設(shè)備是顯而易見的目標(biāo)市場,但醫(yī)療和工業(yè)便攜設(shè)備也是能夠從無線電源受益的應(yīng)用細(xì)分市場,可實現(xiàn)防水外殼并減少充電端口,這些充電端口經(jīng)常被使用,由于充電線的重復(fù)插入,可引起不必要的故障。

優(yōu)點:
安全:無通電接點設(shè)計,可以避免觸電的危險。

耐用:電力傳送元件無外露,因此不會被空氣中的水份、氧氣等侵蝕;無接點的存在,也因此不會有在連接與分離時的機械磨損及跳火等做成的損耗。

在使醫(yī)療植入裝置較為安全:在植入嵌入式醫(yī)療裝置上,可以在不損害身體組織的情況下對植入在人體內(nèi)的醫(yī)療裝置進(jìn)行充電而不需要有電線穿過皮膚及其他自體組織,免去感染的風(fēng)險。

方便:充電時無需以電線連接,只要放到充電器附近即可。技術(shù)上,一個充電器可以對多個用電裝置進(jìn)行進(jìn)電,在有多個用電裝置的情況下可以省去多個充電器、不用占用多個電源插座、沒有多條電線互相纏繞的麻煩。

缺點:
效率低:能量存送效率不及真實接觸。

充電速度慢:由于效率低,在同樣的輸入功率下,充電速度較慢。

成本高:在充電器需要有推動線圈的電子線路,而在用電裝置需要有電力換換的電子裝置,兩者也需要有線圈,因此成本比直接接觸為高。

不能在移動時充電:這個問題只在移動裝置上發(fā)生,例如電須刨在充電時就不能移離充電器,若電須刨內(nèi)的電池剛完全用盡,這時電須刨就不能使用,反而傳統(tǒng)以電線連接的設(shè)計反而可以以電線連接上充電器的情況下繼續(xù)使用。

兼容性低:不同品牌的無線充電裝置因為無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),因此不能通換使用。近年,業(yè)界組織 Qi 開始推行標(biāo)準(zhǔn)化,展望將會有望達(dá)至標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

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