无线充电的三种主流方式,你知道吗?
无线充电的三种主流方式
电磁感应、磁共振、以及无线电波
无线充电技术(英文:Wireless charging technology;Wireless charge technology );无线充电技术,源于无线电力输送技术;无线充电,又称作感应充电、非接触式感应充电,是利用近场感应,也就是电感耦合,由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置,该装置使用接收到的能量对电池充电,并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量,两者之间不用电线连接,因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露.
电磁感应式充电
无线充电使用的充电座和终端分别内置了线圈(如下图),使二者靠近便开始从充电座向终端供电。为提高供电效率,需要使线圈之间的位置对齐,不产生偏移;电磁感应式无线充电技术已经量产且经过安全与市场验证,在生产成本上电磁感应式技术的产品低于其它技术.
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,目前阶段还暂时无法实现商用化,如果要缩小线圈尺寸,接收功率自然也会下降.
磁共振目前还是一种尚在研究中的技术;共振是一种非常高效的传输能量方式,两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量,而对不同振动频率的物体几乎没有影响.
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;该领域的代表公司Powercast表示,其最终研制的微型高效接收电路,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。无线电波目前的技术仍然无法实现长距离有效传输,当电磁波能量越集中时,方向性才能够保证,像激光在空间传输要受到空气和尘埃的折射,导致能量转移率极低.
无线充电主流技术标准
到目前为止,主流的无线充电标准有三种:Qi标准、Power Matters Alliance(PMA)标准、Alliance for Wireless Power(A4WP)标准、iNPOFi技术。下面我们就针对这四种标准进行简单介绍.
Qi标准(电磁感应技术应用)
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.
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.
应用:Qi可广泛应用于手机、MP3、照相机等手持低功率设备中;目前已有多款电子产品采用了Qi无线充电技术,包括苹果手机等!
功能特点:电能传输效率取决于感应器之间的耦合(k)和它们的品质(Q);耦合不仅与两个感应器(z)之间的距离以及相对大小(D2 /D)有关,还与线圈的形状和它们之间的角度有关;影响耗电量的一个重要因素是充电效率;而另一个因素则是待机耗电.
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.
期望:A4WP标准组成联盟希望让无线充电迅速普及,让用户在任何地方都可进行无线充电。或者说,A4WP想要让无线充电便宜一些,并且在不增加手机、平板或者笔记本电脑体积的情况下增加充电接口,这意味着将有越来越多的制造商默认选择无线充电器.
特点:该无线充电联盟将重点引入“电磁谐振无线充电”技术;传输效率可能较低,但可以实现稍远距离的无线充电.
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.
PMA提到,智慧手机的无线充电能够透过两种方式来进行充电,一种是透过内建无线充电晶片,另一种则是经由WiCC无线充电卡(只需将卡片插入放置在手机的电池即可)让没有内建无线充电晶片的智慧手机以最快速升级的方式支援无线充电.
WPC、PMA、A4WP标准对比:
无线充电安全性
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谈到无线充电,肯定有很多人会担心到其安全性,特别是在辐射方面.
按照《电磁辐射防护规定》,普通用户在1天24小时内,任意连续6分钟全身平均的比吸收率(SAR)应小于0.02W/kg;Qi标准的无线充电器工作时辐射测试仪值在150~180左右;手机接听和通话时,辐射测试仪值在200~450左右;【目前的Qi标准无线充电器为5W,符合国际标准,不会对人体产生危害】
无线充电的趋势和展望
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在手机和其他穿戴式移动设备让人类脱离了各种电线光缆的束缚之后,汽车将成为下一个被无线技术“解放”的领域,目前车载手机无线充电已开始大规模运用.
无线充电技术从最初消费类产品的支持,到家用电器,最终将实现无线充电汽车及大型移动设备的应用;更安全、更高效、更便捷的无线充电技术将彻底改变人们的生活方式.在汽车应用中转向USB Type-C供电
END
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