浅谈无线充电技术

一、引言

•  随着生活中的电子设备越来越多，在不知不觉中各种“理不清”的线缆以及需要事先布置好的插座却给我们带来了与日俱增的困扰。

•  植入体内的医疗设备如何长期供电？

•  节点的供电问题

无线传感网络

二、无线充电技术的发展

1、19世纪30年代，迈克尔·法拉第发现周围磁场的变化将在电线中产生电流。
2、19世纪90年代，尼古拉·特斯拉提出无线电力传输的构想。
3、香港城市大学电子工程学系许树源教授在早几年成功研制出“无线电池充电平台”，需要产品与充电器接触，它主要利用的是近场电磁耦合原理。
4、2007年，美国麻省理工学院的马林·索尔贾希克等人在无线电能传输方面取得了新进展，他们利用两米外地一个电源“隔空”点亮了一盏60瓦的电灯泡。
5、2008年12月17日成立无线充电联盟
      2010年8月31日，无线充电联盟在北京正式将Qi无线充电技术引入中国。
6、最近，有几家公司已经生产处无线充电的手机、MP3、便携式电脑、电动汽车。

Powermat公司展示了为不同电子产品进行无线充电的设备

海尔公司推出的“无尾电视”

三、无线充电技术的简介

什么是无线充电技术？
无线充电技术（Wireless charging technology；Wireless charge technology ）。无线充电技术引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。

无线充电技术的原理

三种无线充电方式：

Ⅰ、电磁感应式
电磁感应——初级线圈通以一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈产生电流，从而将能量从传输端转移到接受端。

Ⅱ、无线电波式
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受装置组成，接受电路可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载做出调整的同时保持稳定的直流电压。

Ⅲ、磁场共振式
由能量发送装置和能量接受装置组成，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

Ⅳ、其他（微波、超声波、激光）

四、无线电能传输的主要领域

•  随着电动汽车的快速发展和技术需求，无线输电的特点决定无线输电必将在此领域大有可为。

无线充电式充电站设想

•  手机、照相机无接触充电

•  医学（医疗器械）

•  轨道交通
目前，采用无线方式为轨道交通供电也是目前的研究热点之一。

•  物联网（无线传感器）
无线电力传输技术可以有效的解决物联网中各个传感器供电问题，摆脱大量电池的更换问题。

五、当前需要解决的问题

•  电磁辐射的安全问题
高能量的能量密度势必会对人身安全带来影响，据美国超声协会认定人们身体所能承受的超声波能量密度也仅为100mW/㎡。

•  电磁兼容性
无线电能传输系统在工作时周围空间会存在高频电磁场，这就要求系统本身具有较高的电磁兼容指标。
解决电磁兼容问题要采取有效的抗干扰措施、屏蔽技术、合理使用电磁波不同的频段、避免交叉、重叠等造成不必要的电磁干扰。

•  产品的标准化：是解决产品推广的关键
无线充电联盟主推国际无线充电标准QI。联盟现有成员包括诺基亚、三星、索尼爱立信等50多家公司。
QI无线冲电标准包括界面定义、表现要求、认证测试三个部分，只有获得认证的产品才能允许使用QI标识。