無線充電原理

　　無線充電是指內(nèi)置電池的設(shè)備、裝置，透過無線感應(yīng)的方式取得電力而進(jìn)行充電。無線充電技術(shù)，源于無線電力輸送技術(shù)，其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(huì)產(chǎn)生出磁場;而產(chǎn)生的磁場又會(huì)形成電壓，有了電壓之后便會(huì)產(chǎn)生電流，有了電流便可以充電。

　　實(shí)現(xiàn)無線充電主要通過以下三種方式：電磁感應(yīng)，無線電波，電磁共振

　　目前最為常見的無線充電解決方案是：電磁感應(yīng)，通過初級(jí)和次級(jí)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?；陔姶鸥袘?yīng)原理的無線充電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最為成熟。電磁感應(yīng)式無線充電系統(tǒng)中有三大核心技術(shù)：諧振控制、高效能功率傳輸以及數(shù)據(jù)傳輸。幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題直到近年才有解決方案，且解決方案還在不斷的演進(jìn)中。

　　電磁感應(yīng)式無線充電

　　電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)已經(jīng)量產(chǎn)且經(jīng)過安全與市場驗(yàn)證，在生產(chǎn)成本上電磁感應(yīng)式技術(shù)的產(chǎn)品低于其它技術(shù)，未來幾年內(nèi)，在消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域中該類產(chǎn)品將呈倍數(shù)成長。作為新技術(shù)的初級(jí)階段，電磁感應(yīng)的缺點(diǎn)非常明顯，就是距離太短。隨著距離的增加，充電過程中的電能損耗將變得非常大。

　　無線電波式無線充電

　　無線電波也叫電磁波，是人們非常熟悉的東西，我們現(xiàn)在的廣播、電視等現(xiàn)代通信技術(shù)都采用無線電波技術(shù)作為基礎(chǔ)，它同時(shí)能傳輸電能，特別是微波，通過硅整流二極管天線將微波轉(zhuǎn)換成電能，轉(zhuǎn)化效率能達(dá)到 95% 。

　　無線電波式無線充電是另一個(gè)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(jī)。該領(lǐng)域的代表公司Powercast表示，其最終研制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(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。

　　無線電波目前的技術(shù)仍然無法實(shí)現(xiàn)長距離有效傳輸，當(dāng)電磁波能量越集中時(shí)，方向性才能夠保證，像激光在空間傳輸要受到空氣和塵埃的折射，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移率極低。

　　電磁共振式無線充電

　　電磁共振是一種尚在研究中的技術(shù)。共振是一種非常高效的傳輸能量方式,兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的物體之間可以高效傳輸能量，而對(duì)不同振動(dòng)頻率的物體幾乎沒有影響。

　　我們小時(shí)候都知道這樣一個(gè)故事，高音歌唱家的音高到達(dá)某種頻率時(shí)，會(huì)震碎玻璃杯，這就是共振時(shí)的無線能量傳輸作用.而它的關(guān)鍵在于“共振”。這種非輻射電磁場的范圍比較有限，目前也只在短距離內(nèi)采用，不適合長距離傳輸電能。但在距離電源幾米的范圍效果還可以。

無線充電價(jià)值和意義

　　電是人類近幾個(gè)世紀(jì)來最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。電的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，讓人類社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)代，但人對(duì)電的掌握可能微不足道，下一個(gè)階段人類還需要運(yùn)用技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電的存儲(chǔ)和無線傳輸。

　　來到現(xiàn)代，電子產(chǎn)品更是徹底改變了我們的傳統(tǒng)生活。21世紀(jì)的今天，琳瑯滿目的電子產(chǎn)品，使我們應(yīng)接不暇，各種各樣的功能讓我們的生活更加豐富多彩。在這個(gè)日新月異的年代，電子產(chǎn)品有著不可替代的地位。我們溝通、談生意、學(xué)習(xí)，甚至于日常生活都離不開它的幫助。電子產(chǎn)品的計(jì)算能力進(jìn)化速度已經(jīng)將電池技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的甩開，續(xù)航時(shí)間成為了電子產(chǎn)品的真正短板。處理器制程的更新所降低的功耗，不過是將續(xù)航從 3 小時(shí)延長到 3.5 小時(shí)，而提高電池容量本質(zhì)上是一種堆料的做法，這兩方面的努力都難稱革命。而無線充電技術(shù)的意義在于激發(fā)了我們另一個(gè)方向的想象。

　　我們?yōu)槭裁匆欢ㄒ媒档凸暮吞岣唠姵厝萘康姆椒▉硖嵘m(xù)航時(shí)間呢？我們對(duì)于電能的使用應(yīng)該像 WiFi 一樣，隨時(shí)隨地的使用，不必?fù)?dān)心電量不足找不到充電的地方，筆記本這類電子產(chǎn)品應(yīng)該是永不斷電的，我們只需要支付一定費(fèi)用，就可以在任何地方給我們的設(shè)備充電，或許我們可以憧憬一下幾年之后，電力運(yùn)營商正在為了爭奪用戶而推出一系列低價(jià)的無線充電套餐。

　　現(xiàn)在智能移動(dòng)設(shè)備的功能越來越強(qiáng)大，但配備的電池似乎還是無法滿足長時(shí)間的使用。當(dāng)我們?cè)跒橐苿?dòng)終端進(jìn)行充電時(shí)，是不是在為找不到電源線而煩惱，又或是由于電源線打結(jié)攪在一起而抓狂呢？面對(duì)日益增多的各種手機(jī)線、PC線或Pad線間相互纏繞的囧狀，無線充電技術(shù)的逐漸成熟和快速發(fā)展，為我們帶來了輕松無線的便捷應(yīng)用。對(duì)于已經(jīng)厭倦每天用連接線給大量電子產(chǎn)品充電的消費(fèi)者而言，令人欣慰的是，現(xiàn)在我們終于有擺脫連接線束縛的方式了，可以選擇進(jìn)行無線充電。雖然目前的無線充電技術(shù)有一定的局限，還在持續(xù)完善中，但該技術(shù)的發(fā)展前景還是非常值得我們期待的

　　無線充電將大大改善我們的生活。無線充電技術(shù)得到推廣后，人們只需要一個(gè)充電器就可以給所有的設(shè)備都進(jìn)行充電。而且，隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷推廣，無線充電發(fā)射器可以在我們生活、居住、工作的每個(gè)地方很便利地找到，甚至可以在汽車、飛機(jī)上、賓館里、辦公地點(diǎn)安置充電發(fā)射器，這意味著人們不用再隨身攜帶任何電線，即可隨時(shí)隨地為自己的電器進(jìn)行充電。在今年年末或明年年初，無線充電接收器會(huì)充分“瘦身”，成為手機(jī)產(chǎn)品中內(nèi)置的無線充電接收芯片，只有指甲蓋那么大。目前很多國際知名手機(jī)廠商都很支持這一技術(shù)，無線充電器也有可能會(huì)與手機(jī)一起捆綁進(jìn)行銷售。我們相信，在不遠(yuǎn)的幾年內(nèi)無線充電技術(shù)將最終走向普通家庭，并給我們的日常生活帶來便利。

無線充電發(fā)展趨勢(shì)

　　為了消費(fèi)者的安全以及他們的便利性考慮，相關(guān)科研人員先提供了近磁場無線充電技術(shù)(即需放在發(fā)射器旁邊)，同時(shí)，他們也在研究遠(yuǎn)距離無線充電，這將是一個(gè)新興市場。實(shí)際上現(xiàn)在的技術(shù)就可以達(dá)到3英尺～4英尺的范圍內(nèi)進(jìn)行有效的電量傳輸，但這還需要經(jīng)過相關(guān)組織的驗(yàn)證。相信未來5到10年，甚至更快，遠(yuǎn)距離無線充電就會(huì)進(jìn)入每一個(gè)人的生活中。

　　未來，不僅是小功率電器，常見的家用電器設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、電動(dòng)工具、辦公室電器、廚房電器等都可以實(shí)現(xiàn)無線充電了。其實(shí)準(zhǔn)確的說，應(yīng)該叫“無線供電”，也就是一邊傳輸一邊使用電能，不需要任何類似于電池的電量存儲(chǔ)設(shè)備，更不需要提前充電了。到那時(shí)，電線、插線板、電池都可以消失了，你甚至感受不到電的存在，它就像空氣一樣，讓你覺得手到擒來。

　　在手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備讓人類脫離了各種電線光纜的困擾之后，汽車將成為下一個(gè)被無線技術(shù)“解放”的領(lǐng)域。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(dòng)汽車在街頭充電。無線充電設(shè)備將進(jìn)入越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域，包括手機(jī)、便攜媒體播放器、數(shù)碼相機(jī)和移動(dòng)PC。而且這種成功以后將從便攜式電子產(chǎn)品擴(kuò)大到電動(dòng)汽車充電中，在街頭設(shè)置公用“充電點(diǎn)”，可以為便攜數(shù)碼設(shè)備以及電動(dòng)汽車用戶實(shí)現(xiàn)更方便地24小時(shí)全天候充電服務(wù)。除此之外無線充電器更精巧設(shè)計(jì)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，但是它的標(biāo)準(zhǔn)具備電滿自動(dòng)關(guān)閉功能，避免了不必要的能耗。而且這個(gè)效能接收率在不斷提高，很快將能達(dá)到92%。

　　無線充電技術(shù)成為徹底擺脫高容量高性能電池研發(fā)瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)，其發(fā)展步驟表現(xiàn)在：從最初消費(fèi)類產(chǎn)品的支持，到家用電器，最終到無線充電汽車，無線充電技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)大型移動(dòng)設(shè)備如電動(dòng)汽車的小電池設(shè)計(jì)甚至于無電池設(shè)計(jì)方案，讓電能成為二十一世紀(jì)真正的最廣泛使用綠色能源。

　　無線充電對(duì)手機(jī)、電腦、相機(jī)等電子產(chǎn)品而言，只是個(gè)錦上添花的新功能，但對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)，卻有可能是啟動(dòng)整個(gè)市場的關(guān)鍵。電動(dòng)汽車無線充電沒有外露的連接器，徹底避免漏電、跑電等安全隱患。采用無線充電，可以將電源和變壓器隱蔽在地下，讓汽車在停車處或街邊特殊的充電點(diǎn)充電。

　　眾多電動(dòng)車廠商都在積極探索這項(xiàng)技術(shù)商用的可能。比亞迪早在 2005 年 12 月就申請(qǐng)了非接觸感應(yīng)式充電器專利。德國、日本等國也十分積極。在德國慕尼黑，早就開始進(jìn)行家用無線充電的測(cè)試。日本豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)在研究能夠透過 20 厘米厚的混凝土磚塊將電力傳輸給汽車的道路充電裝置。研究下一代無線充電技術(shù)的兩家公司 witricity 和富爾頓科技(Fulton Technologies)都贏得了不少主流電動(dòng)廠商合作伙伴。

　　witricity 公司研發(fā)了能夠隔空充電的電動(dòng)汽車充電器。那是個(gè)放置在車庫地上的半米寬的板子—從上面開過去，汽車就開始充電了。Witricity 與許多公司一起合作，把這項(xiàng)技術(shù)推向市場。許多汽車制造商對(duì)他們的技術(shù)感興趣，如奧迪、豐田等。它與 Toyota 簽訂了價(jià)值數(shù)百萬的合同來開發(fā)靠電池供電的汽車充電器，并宣布與臺(tái)灣的電子產(chǎn)品制造商聯(lián)發(fā)科技(Mediatek)合作來開發(fā)為可移動(dòng)設(shè)備充電的產(chǎn)品。

　　另一家新創(chuàng)公司富爾頓科技公司的技術(shù)可以穿透幾厘米厚的大理石或車庫地板給電動(dòng)車無線充電。

　　這些技術(shù)都比現(xiàn)在已有的感應(yīng)充電更實(shí)用—現(xiàn)在已有的技術(shù)能夠讓你在自家車庫為汽車無線充電，但你必須剛好停在特定的位置上，與充電線圈校準(zhǔn)。

　　目前，阻礙無線感應(yīng)式充電技術(shù)大規(guī)模運(yùn)用的瓶頸主要是對(duì)于輻射的擔(dān)憂，因?yàn)闊o線充電會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場。當(dāng)人或動(dòng)物位于電動(dòng)車和充電裝置之間時(shí)，有可能帶來電磁傷害。所以確保無線充電系統(tǒng)的安全性也是一個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，在這方面，各家公司還需要大量的測(cè)試和改進(jìn)相關(guān)技術(shù)。

無線充電市場前景

　　今年的諾基亞紐約發(fā)布會(huì)上，諾基亞向我們展示了回家以后隨手把手機(jī)放上充電墊邊充電邊聽音樂的場景。Lumia920 內(nèi)置了無線充電接收器，不久的將來，在美國本土的香啡繽店面和倫敦希思羅機(jī)場都將有無線充電器可用。

　　無線充電已從夢(mèng)想步入現(xiàn)實(shí)，從概念變成了商品，未來幾年將在手機(jī)、PC、電視、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域引領(lǐng)新風(fēng)尚的趨勢(shì)。無線充電技術(shù)具有非常廣闊的市場前景。

　　根據(jù)對(duì)北美和歐洲市場需求調(diào)查報(bào)告顯示，北美與歐洲市場對(duì)無線充電產(chǎn)品表現(xiàn)出極大的興趣，81%的消費(fèi)者希望多樣的電子產(chǎn)品可以同時(shí)充電。這種需求刺激了無線充電產(chǎn)品市場的快速發(fā)展。早在幾年前，無線充電產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場，較為大家所熟知的便是iPhone無線充電器，在日本售賣已經(jīng)有一年多時(shí)間了，其中包括日立麥克賽爾已經(jīng)推出的符合WPC標(biāo)準(zhǔn)的iPhone系列產(chǎn)品。另外日本NTT DoCoMo公司早在CEATEC2010展會(huì)上推出了無線充電手機(jī)，并希望在2014年以前該公司推出的所有手機(jī)都具備無線充電功能。除了日本廠商以外，目前HTC、摩托羅拉、LG的上市產(chǎn)品中有的也已具備無線充電功能。有分析師預(yù)測(cè)，2013~2014年將是無線充電器市場的真正拐點(diǎn)，盡管目前無線充電器市場主要集中在日本和歐美地區(qū)，但隨著智能設(shè)備的增多以及設(shè)備功能多樣化需求，它的市占率將得到大幅提升。根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Marketsand Markets的一份報(bào)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(jì)為57.6%。

　　無線充電技術(shù)備受國際知名手機(jī)廠商的重視，未來無線充電器將在手機(jī)行業(yè)率先進(jìn)行大力推廣，并有可能會(huì)與手機(jī)一起捆綁進(jìn)行銷售。除了手機(jī)行業(yè)以外，目前在開發(fā)的無線充電應(yīng)用市場還包括家具行業(yè)、電信行業(yè)、汽車行業(yè)、玩具行業(yè)、消費(fèi)電子領(lǐng)域。根據(jù)市場調(diào)研公司iSuppli的數(shù)據(jù)顯示，無線充電設(shè)備市場在2013年將達(dá)到140億美元的規(guī)模。

　　無線充電帶來的效益不僅僅是單個(gè)無線充電器市場的發(fā)展，而是無線充電平臺(tái)的打造，即公共移動(dòng)設(shè)備充電站將有可能成為現(xiàn)實(shí)，它可以讓你在飛機(jī)場、麥當(dāng)勞、咖啡廳等公共場所隨時(shí)隨地進(jìn)行充電?；蛟S有一天，在沒有數(shù)據(jù)線連接的情況下，無線充電器不但能給設(shè)備充電，還可以實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)和資料傳送功能。而目前的無線充電主要還是接觸式充電，未來還可能是隔空充電，但要實(shí)現(xiàn)這些功能，首先要解決的便是充電效率低的問題，而這還需要一段時(shí)間。

　　中國是世界最大的無線移動(dòng)通訊市場，對(duì)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(jí)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。中國有強(qiáng)勁的國內(nèi)消費(fèi)市場和份額巨大的海外出口，預(yù)計(jì)中國市場的無線充電技術(shù)發(fā)展應(yīng)會(huì)很快。如今與此相關(guān)的各項(xiàng)核心技術(shù)，魯恩科技已經(jīng)全面解決，可以提供整套PCBA及軟件，為成品廠商提供與國際巨頭同臺(tái)競技的強(qiáng)大技術(shù)支持。