无线充电有什么用 无线充电有什么好处

　　早在19世纪末，无线充电技术就已经出现了，当时电子学先驱尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）展示磁共振耦合技术，它在两个电路（也就是发射器与接收器）之间创造一个磁场，从空中传输电力。

　　一文读懂无线充电：它是怎样工作的？有哪些技术标准？

　　然而在过去大约100年的时间里，这种技术并不怎么实用，只有少量电动牙刷使用。

　　到了今天，使用的无线充电技术大约有5-6种，它们的目标是一样的：剔除线缆，让智能手机、笔记本、厨房电器、汽车都用无线技术充电。

　　无线充电技术正在向医疗保健、汽车、制造业渗透，因为它能增强移动性，让小型物联网设备远程接收电力，与充电器相隔几英尺也能充电。

　　看看目前最流行的无线充电技术，它依赖电磁场，也就是两个铜线圈之间的电磁场，这种技术有着严格的距离限制，设备与充电器之间的距离不能太远。苹果在iPhone 8和iPhone X手机上植入的无线充电技术与此类似。

　　无线充电如何工作的

　　IHS Markit研究主管大卫·格林（David Green）解释说，大体来讲，目前的无线充电技术有三种。一种是充电垫，它用到了紧密耦合电磁感应技术或者短程充电技术。一种是充电碗或者穿透表面的充电器，用到了松耦合电磁谐振充电技术，可以相隔几厘米传输电力。还有一种是解耦合RF无线充电技术，充电距离比较远。

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　　不论是紧密耦合电磁感应还是松耦合电磁谐振充电，二者遵循的物理原理是一样的：都有一个根据时间变化的磁场，感应电流在密闭的线圈内流动。

　　它们是这样工作的：磁回路天线（铜线圈）创造一个振荡磁场，它在一根或者多根接收器天线上生成电流。如果加入合适的电容，回路就可以用同样的频率共振，接收器中的感生电流也会增加。谐振感应充电和磁谐振充电就是这样实现的，该技术有一个优点：发射器与接收器的电力传输距离可以拉长，提升效率。线圈的尺寸也会影响电力传输的距离。线圈越大，或者线圈数量越多，传输的距离越远。

　　以智能手机无线充电垫为例，铜线圈的直径只有几英寸，电力高效传输的距离受到严重限制。

　　当线圈增大，就可以用无线方式传输更多的电力。WiTricity公司就是这样做的，它向众多行业（比如汽车、风力涡轮、机器人）授权松耦合谐振技术。

　　2007年MIT物理学教授Marin Solja?i?证明他可以让电力传输2米远，当时如果按这样的距离传输，效率只有40%，也就是60%的电力会在传输过程中损失掉。2007年年末，Marin Solja?i?成立了WiTricity公司，目标是将技术商用，自此之后电力传输效率持续提升。

　　在WiTricity汽车充电系统中，大型铜线圈（接收器线圈直径约为25厘米）可以延长传输距离，让电力在最远25厘米的距离高效传输。WiTricity CTO莫里斯·科斯勒（Morris Kesler）说，因为用到了谐振技术，传输的电力更多（最高11千瓦），效率也更高（端到端效率高于92%）。WiTricity将电容器放进感应回路，这样就可以捕捉更多的电力，给电池充电。

　　除了用在汽车上，技术还可以用在其它地方。去年，日本机器人制造商Daihen Corp开始提供无线电力传输系统，它就是用WiTricity技术开发的，系统主要给无人引导车（automatic guided vehicles）使用。AGV安装Daihen D-Broad无线充电系统之后，我们只要将车辆拖到充电区就会充电，然后就可以在仓库工作了。

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　　远距离充电仍然挑战重重，正因如此，公众看到的无线充电设备主要还是充电垫。

　　格林说：“自2015年以来，充电垫已经大规模出货；充电碗/穿透表面的充电器今年才推出；如果想横跨房间充电，技术大规模商用至少还要1年时间——Energous展示过新产品，证明这种方法是可行的，只是目前的传输距离很短，只有几厘米。”

　　2016年出货的无线充电设备超过2亿台，几乎所有设备都采用感应（充电垫）设计。

　　9月份，苹果终于接受无线充电技术，比其它手机制造商落后一步，苹果引入了WPC Qi技术，三星及其它Android智能手机商已经使用这种技术至少2年了。

　　第一批移动设备无线充电器大约6年之前推出，使用紧密耦合或者感应充电技术，用户必须将智能手机放在充电垫的某个位置，否则无法充电。

　　Navigant Research分析师本杰明·弗里亚斯（Benjamin Freas）说：“在我看来，要将设备与充电垫对齐充电，过程并不比直接插线省太多事。”弗里亚斯说，虽然早期接受者、技术爱好者购买感应充电器，其它人却没有兴趣。

　　2012年9月，诺基亚920手机推出，它是第一款植入无线充电技术的商用手机，诺基亚用的是Qi技术。

　　无线充电标准大战

　　在过去几年里，有三个无线充电标准组织竞争，它们关注感应和谐振充电技术。三个组织分别是A4WP（Alliance for Wireless Power）、PMA（Power Matters Alliance）和WPC（Wireless Power Consortium）。WPC有296个成员，包括苹果、谷歌、Verizon。

　　WPC搭建了最流行的无线充电标准Qi，它支持感应充电、充电垫充电、短距离（1.5厘米甚至更近的距离）电磁谐振感应充电。苹果用的就是Qi标准。

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　　PMA开发了Powermat谐振充电技术，它最开始时将技术用在咖啡店和机场内，取得一些成功。例如，星巴克2014年开始部署无线充电垫。

　　标准彼此竞争，移动设备市场很分散，大多移动设备需要一种适应性更强的无线充电标准。

　　2015年，A4WP和PMA联合，成立AirFuel Alliance，现在联盟有110个成员，包括戴尔、Duracell、三星和高通。

（编辑：185手机网）

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