無線充電的概念,主要是針對電子產品充電時,各式充電器導致插線板變得繁雜、凌亂。如果只要一個充電器,把這些電子產品放到充電器上就能開始充電,將解決這些煩惱,所以無線充電就在大家力圖擺脫電線糾纏的煩惱中應運而生,不僅能夠簡化使用,更能避免產生過多的電子垃圾。
在無線充電領域,有個詞挺有意思,就是“Qi”,那什么是Qi?Qi 是由無線充電聯盟制定且不斷發展的無線充電標準,該標準受到包括 Apple、Philips 和貝爾金在內的 200 余家知名企業的大力擁護。其目標在于安全便捷地提供無線充電,同時確保帶 Qi 徽標的所有設備相互兼容。
Qi是無線充電的國際標準,并且"WPC"(Wireless Power Consortium)這個團體正進行規格制定以及推進。首先介紹無線充電的代表性的種類以及原理,規格吧。
即使說無線充電也不是說電在空氣里面像雷那樣飛來飛去。作為代表性的無線充電方式的種類,有"電磁感應方法""磁場共鳴方式""電場結合方式""電波接收方式"。
1、電磁感應方法
初級線圈一定頻率的交流電,通過電磁感應在次級線圈鐘產生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉移到接收端。目前最為常見的充電墊解決方案就采用了電磁感應,事實上,電磁感應解決方案在技術實現上并無太多神秘感,中國本土的比亞迪公司,早在2005年12月申請的非接觸感應式充電器專利,就使用了電磁感應技術。
2、磁場共鳴
由能量發送裝置,和能量接收裝置組成,當兩個裝置調整到相同頻率,或者說在一個特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量,是目前正在研究的一種技術,由麻省理工學院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領的研究團隊利用該技術點亮了兩米外的一盞60瓦燈泡,并將其取名為WiTricity。該實驗中使用的線圈直徑達到50cm,還無法實現商用化,如果要縮小線圈尺寸,接收功率自然也會下降。相比電磁感應方式,利用共振(優點)可延長傳輸距離。磁共振方式不同于電磁感應方式,無需使線圈間的位置完全吻合。
3、電場結合
這是發展較為成熟的技術,類似于早期使用的礦石收音機,主要有微波發射裝置和微波接收裝置組成,可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量,在隨負載作出調整的同時保持穩定的直流電壓。此種方式只需一個安裝在墻身插頭的發送器,以及可以安裝在任何低電壓產品的“蚊型”接收器。【很科幻!】
4、電波接收
充電模塊是由2個非對稱偶極子按垂直方向排列而成的,這組偶極子各由供電部分和接收部分的活性炭電極和接地電極組成。無線供電模塊就是通過這2個非對稱偶極子的電場耦合而產生的感應電場來供電的。電場耦合方式的特點大致有三:①充電時可實現位置自由,②電極薄,③電極部的溫度不會上升。因此不僅能夠提供便利性,而且還可降低系統成本。目前已試制完成為平板終端及電子書等便攜終端進行無線供電的供電臺。
就目前來說,無線充電器還無法達到無線網絡那么大范圍的覆蓋率,雖然充電板和接收器是兩個部分,但是彼此還是不能分開太遠,不然充電效率會大幅下降甚至無法充電。除此之外,無線充電器充電的轉化率比起有線充電器來說,要低了不少,目前最高只能達到70%。但這已經是很不錯的效果了。因此,雖然在現階段可能沒法大規模普及,但是無線充電器將成為一個新的發展方向。磁共振方法在理論上雖然不錯,不過在實際設計中還是遇到了很多麻煩。不僅寄生電容和外部磁場,甚至連接受設備都能干擾到充能電磁場,從而影響充電效率。此外,越小的設備越會受到外部因素的影響,使得這項技術很難應用到移動電話中。無線充電技術眼下僅可在2米范圍內為小電器充電。研究人員希望,把有效充電距離增大至30米。