简析无线充电技术的发展
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无线充电技术的未来前景随着科技的发展,无线充电技术已经逐渐进入我们的生活,成为了一种方便快捷的充电方式。
从最初的电动牙刷、手电筒等小型设备,到如今的智能手机、笔记本电脑等大型设备,无线充电技术的应用范围越来越广泛。
在过去的几年里,无线充电技术取得了一系列的突破和进展,其未来前景无疑是非常广阔的。
一、无线充电技术的原理及发展无线充电技术是一种利用电磁感应、电磁辐射或者电磁共振等原理,将电能从发射设备传输到接收设备中的技术。
其发展历史可以追溯到19世纪末的尼古拉·特斯拉,但直到近年来,才开始真正进入人们的日常生活。
随着技术的不断突破,现代无线充电技术已经取得了显著的进展。
目前主要有两种主流的无线充电技术,一种是电磁感应充电,一种是电磁共振充电。
电磁感应充电是指通过电磁感应原理,将发射设备中的电能传输到接收设备中。
而电磁共振充电则是通过电磁共振原理,实现电能的无线传输。
二、无线充电技术在各个领域的应用1. 智能手机和电子设备随着智能手机及其他电子设备的普及,无线充电技术得到了广泛的应用。
用户只需将手机或其他电子设备放置在充电器上,就能够实现无线充电,避免了传统充电线的麻烦。
此外,无线充电技术还可以避免插拔充电接口时带来的磨损和松动问题,提高了设备的使用寿命。
2. 家用电器无线充电技术也逐渐应用于家用电器领域。
比如,家庭中的电视机、音响、电动牙刷等设备,通过内置的无线充电模块,用户只需将设备放在充电区域内,就能够实现无线充电。
3. 电动汽车无线充电技术在电动汽车领域的应用也日渐成熟。
传统的电动汽车充电需要使用充电桩进行插拔式充电,不仅操作繁琐,而且存在安全风险。
而采用了无线充电技术后,电动汽车只需停在充电区域内,即可实现自动充电,大大提高了充电的便捷性和安全性。
三、无线充电技术的未来发展趋势1. 公共场所的无线充电设施将得到普及随着无线充电技术的不断成熟,无线充电设施将会逐渐普及至公共场所。
比如,商场、餐厅、机场、公交车等公共场所都可以设置无线充电区域,方便用户随时对设备进行充电。
无线充电技术的创新与发展近年来,随着移动设备的快速普及,无线充电技术备受瞩目。
作为一种方便、高效的充电方式,无线充电技术在提升用户体验、促进科技发展等方面发挥着重要作用。
本文将介绍无线充电技术的创新与发展,并探讨其未来的前景。
一、无线充电技术的发展历程无线充电技术的发展经历了多个阶段。
首先是磁感应原理的应用,这是最早也最为广泛采用的无线充电方式。
随着科技的进步,共振式无线充电技术逐渐兴起。
其利用共振原理,在充电板和充电设备之间建立共振场,实现高效率充电。
最近,射频无线充电技术也引起了广泛关注。
该技术利用射频信号传输能量,适用于大范围的充电需求。
二、无线充电技术的创新点在无线充电技术的发展过程中,出现了许多创新点。
首先是充电效率的提升。
早期的无线充电技术在能量传输过程中存在能量损耗较大的问题,导致充电效率较低。
而随着技术的不断创新,现代无线充电技术的充电效率已经有了显著提升。
其次,无线充电技术的适用范围不断扩大。
最初,无线充电技术只能应用于少数特定的设备,如手机、笔记本电脑等。
而现在,无线充电技术已经涵盖了智能家居、汽车等多个领域,使得我们的生活更加便利。
此外,无线充电技术的安全性也得到了大幅提升。
过去,无线充电技术容易受到电磁波干扰,并存在安全隐患。
但现在,通过加强电磁屏蔽措施、改进传输方式等方法,无线充电技术的安全性得到了有效保障。
三、无线充电技术的发展前景无线充电技术在日常生活中的应用越来越广泛,其发展前景非常可观。
首先,它为移动设备的持续使用提供了便利。
无线充电技术能够让我们无需使用充电线,随时随地进行充电,方便了用户。
其次,无线充电技术对环境友好。
相比传统的电线充电方式,无线充电技术减少了电线的使用,减少了电子废物的产生,符合可持续发展的理念。
此外,无线充电技术的不断创新也将推动其他相关科技的发展。
比如在无线充电的基础上,将来可能会出现更高功率的无线供电技术,进一步推动电动汽车的发展,实现智能城市的构建。
无线充电技术的发展前景随着科技的不断进步,无线充电技术正在逐渐成为现实。
它的出现解决了传统有线充电方式的诸多问题,极大地提高了人们使用电子设备的便利性。
无线充电技术的发展前景广阔,有望在各个领域得到广泛应用。
一、无线充电技术的现状目前,无线充电技术已经在一些特定场景中得到了应用,例如智能手机、智能手表以及其他电子设备的无线充电功能已经开始普及。
这些设备通常采用电磁感应原理,通过在发送端和接收端之间建立电磁耦合,将电能进行传输。
利用这一原理,用户只需要将设备放在充电座上,无需连接电源线即可实现充电。
然而,目前的无线充电技术还存在一些问题。
首先,充电效率相对有线充电较低,充电速度慢。
其次,由于采用电磁感应,设备需要与充电座密切接触,不能自由移动。
最后,无线充电技术的设备和充电座之间通常需要特定的匹配,不同厂商的设备之间可能不兼容。
二、无线充电技术的未来发展尽管无线充电技术目前尚存在一些问题,但其发展前景仍然非常广阔。
首先,随着技术的不断进步,充电效率有望得到大幅提升。
当前,科学家们正在研究利用其他物理原理实现无线充电,如射频能量传输和激光充电技术等,这些技术可以有效提高充电效率,实现快速充电。
其次,随着技术的发展,无线充电技术将不再局限于特定的设备和场景。
相反,它有望广泛应用于汽车、家居、医疗等领域。
例如,未来的汽车可能会使用无线充电技术,驾驶者只需将车辆停放在充电区域,就能够自动进行充电。
而在家居方面,无线充电技术可以实现家具、电子设备等的无线充电,不再需要插座和电源线,提高了家居环境的整洁度和安全性。
此外,无线充电技术的发展也有助于推动可再生能源的利用。
通过无线充电技术,人们可以更加方便地利用太阳能、风能等可再生能源进行充电,减少对传统能源的依赖,促进能源转型和可持续发展。
三、无线充电技术的挑战与应对尽管无线充电技术有着广阔的发展前景,但仍然存在一些挑战需要克服。
首先,充电效率与传输距离之间的关系仍然需要进一步研究和优化。
无线充电技术的发展和应用一、背景介绍随着智能手机、可穿戴设备等个人电子设备的快速普及,充电成为了人们日常生活中不可避免的需求。
同时,针对传统充电方式的使用不便、充电速度较慢、存在安全隐患等问题,无线充电技术应运而生。
本文将介绍无线充电技术的发展史、主要分类以及应用领域等内容。
二、无线充电技术的发展史及分类无线充电技术的起源可以追溯到19世纪初,英国物理学家麦克斯韦首次提出了电磁波的概念,并成功证实了电磁波传播的速度与光速相同。
但真正的无线充电技术要等到二战后,美国科学家诺维克提出了利用电磁感应等原理,将电能从一个电源传输到另一个电源的概念。
此后,无线充电技术经历了长达几十年的发展过程,其主要分类有以下几种:1、电磁感应充电电磁感应充电是最常见的一种无线充电方式,其原理是通过电磁感应发生电流来充电,在充电前需要将设备放置在充电垫上。
优点在于具有较高的充电效率和较低的成本,缺点则是充电范围有限。
2、磁共振充电磁共振充电是一种采用相似的原理来传输能量的方式,但其充电距离较电磁感应更长,可以实现数米甚至十米以上的充电距离,同时具有相对较快的充电速度。
缺点则在于设备仍需与充电器间保持一定的距离,且成本较高。
3、电磁辐射充电电磁辐射充电是一种在空气中直接传输电能的方式,其原理在于将交流电信号转换为电磁波,然后在空气中传播,最终功率在接收端被转换为电能。
电磁辐射充电的优点在于充电距离远,且充电速度快,但其缺点是辐射可能会对人体健康造成一定的影响。
三、无线充电技术的应用领域无线充电技术在大量的应用领域被广泛采用,其中主要应用领域如下:1、智能手机充电在日常生活中,充电始终是一个常见的需求。
而采用无线充电技术,可以消除电线的困扰,更加方便快捷地完成充电操作。
同时,无线充电技术的不断升级和发展,使得其充电速度也得到了极大的提升。
2、可穿戴设备充电随着可穿戴设备的广泛应用,衍生了各种方式的充电需求。
由于可穿戴设备体积较小,不便于采用传统有线充电方式,因此无线充电技术被大量应用于可穿戴设备领域。
无线充电技术的发展趋势及应用场景分析随着科技的飞速发展,人们对电子产品的需求越来越高,而电池续航时间的短暂成为了人们使用电子产品的主要难点之一。
解决这一难点的方法之一就是采用无线充电技术,它不仅可以提高电子产品的实用性和便利性,也可以促进电子产品的进一步发展。
本文将从无线充电技术的发展趋势、应用场景等方面进行分析。
一、无线充电技术的发展趋势目前,无线充电技术已经成为了科技领域的热门话题,包括苹果、三星、小米等大厂商都在积极研究和推广无线充电技术。
可见,无线充电技术已经成为了未来科技发展的一大趋势。
1、高效充电技术的出现随着科技的进步,无线充电技术的高效充电已经不再是难题。
高效充电技术是指充电速度快、转化效率高的技术。
近年来,一些具有创新性的充电技术已经出现,比如物理转换和电磁感应等。
较为广泛应用的是电磁感应式充电技术,它可以在短时间内给电子产品充满电。
2、无线充电技术的普及无线充电技术正在逐渐普及。
一些大型商场、餐厅、咖啡厅等公共场所已经开始安装无线充电设备,人们可以在这些地方使用无线充电设备为仍低电量的手机、手表、平板电脑等充电。
人们的出门游逛甚至不用怕手机没电。
3、统一无线充电标准技术的统一是重中之重,也是现阶段面临的一大难题。
因为在无线充电技术的发展过程中,不同制造商采用的充电标准都不同,这也就导致了不同的设备不能共同使用。
二、无线充电技术的应用场景1、汽车领域汽车领域是一个潜力巨大的应用场景。
无线充电技术可以利用电磁波传输能量来给汽车充电。
而且,使用无线充电技术的汽车既不需要在充电站排队充电,也不需要用电线连接电源。
2、家居领域在家居领域中,可以广泛使用各种无线充电设备,例如:手机、电动牙刷、电子钟表等。
使用无线充电技术的好处在于不会频繁地插拔电源。
对于不少人而言,无线充电设备极为便利。
3、公共场所大型商场、银行、餐厅、咖啡厅等公共场所已经开始安装无线充电设备,人们可以在这些地方使用无线充电设备为手机、手表、平板电脑等给电子产品充电。
无线充电技术的发展现状和未来展望人们在日常生活中越来越依赖电子设备,如智能手机、平板电脑和手表等。
然而,电池的使用寿命和充电时间成为了用户面临的主要问题。
因此,无线充电技术的发展备受关注。
本文将探讨当前无线充电技术的现状,并对未来的发展做出展望。
一、无线充电技术的现状当前,主流的无线充电技术包括电磁感应充电、磁共振充电和射频充电。
1. 电磁感应充电:这是目前应用最广泛的无线充电技术之一。
典型的例子是智能手机的无线充电座。
用户只需将手机放在座充上,通过电磁感应将电流传输到手机内部的接收线圈,从而实现充电。
然而,电磁感应充电存在效率低、充电距离短的问题,需要将充电设备和被充电设备之间保持一定的接触。
2. 磁共振充电:磁共振充电技术通过匹配频率的磁场传输能量,可以实现一定距离的充电。
这项技术的一大优势是用户可以在充电时自由移动设备,不必将设备放在充电座上。
然而,磁共振充电的效率仍然有待提高,并且设备之间的距离仍然需要在一定范围内。
3. 射频充电:射频充电技术利用电磁波传输能量,可以实现更远距离的无线充电。
这项技术可以通过接收天线和发射天线之间的电磁耦合来实现。
然而,射频充电技术的效率还不高,以及可能对人体造成的潜在影响,仍然是研究的重点。
二、无线充电技术的未来展望无线充电技术的发展前景广阔,有一些趋势是可以预见的。
1. 提高充电效率:无线充电技术的一个关键挑战是提高充电效率。
有待解决的问题包括减少能量传输过程中的损耗、提高转换效率以及优化充电设备的设计。
通过使用新材料和改进设计,有望提高充电效率并更好地满足用户需求。
2. 增加充电距离:目前无线充电技术的充电距离都较为有限,需要设备与充电座之间保持一定接触或短距离内移动。
未来的研究将聚焦于扩大充电距离,以便用户在不受任何限制的情况下充电。
这将大大提高用户体验,并拓宽无线充电的应用领域。
3. 多设备充电:随着人们拥有的电子设备越来越多,如智能手机、平板电脑和手表等,向用户提供同时充电多个设备的能力将成为无线充电技术的发展方向之一。
无线充电技术的现状和未来发展趋势随着移动设备的普及和用户对便捷充电方式的需求增加,无线充电技术逐渐受到关注。
本文将探讨无线充电技术的现状以及未来发展趋势。
一、无线充电技术的现状如今,无线充电技术已经在市场上有所应用,并取得了一些成果。
无线充电常用的技术包括电磁感应充电、磁共振充电和雷达波充电。
1. 电磁感应充电电磁感应充电是目前最常见和实用的无线充电技术之一。
它基于电磁感应原理,通过将能量从发射端传输到接收端,使设备无需通过有线方式与充电器连接就能实现充电。
这种技术在电动牙刷、手机和数码相机等小型设备上应用广泛。
用户只需将设备放在充电器上,电磁感应模块会将能量传输到设备,实现无线充电。
然而,由于电磁感应受到距离和对准度的限制,其充电效率相对较低。
同时,对于大功率设备如电动汽车,电磁感应充电更难以满足其快充需求。
2. 磁共振充电相比于电磁感应充电,磁共振充电技术在充电效率和距离限制上有所改进。
这种技术是通过在发射端和接收端之间建立共振磁场,使得充电效率更高。
磁共振充电技术在一些家用电器和电动车领域得到了应用。
它可以实现一定距离内的充电,用户无需将设备放置在特定位置,极大增加了使用的方便性。
然而,磁共振充电还存在一些问题。
比如,充电效率仍有待提高,而且设备之间的共振磁场对人体健康的潜在风险还不清楚。
3. 雷达波充电雷达波充电技术是一种新兴的无线充电技术,其原理是利用射频信号在空气中传输能量。
这种技术可以实现更远距离和多设备同时充电。
雷达波充电技术在实验室中已经取得了一些突破,但仍需进一步研发和完善。
当前的挑战之一是如何确保充电过程中的能量传输的安全性,以及对人体健康的影响。
二、无线充电技术的未来发展趋势未来,随着科技的不断进步和创新,无线充电技术有望实现更大的突破和应用。
1. 充电效率的提升目前,无线充电技术的一个主要瓶颈是充电效率。
未来,研究人员将致力于改善充电效率,以确保设备在较短时间内获得足够的能量。
无线充电技术的发展现状及未来趋势分析近年来,无线充电技术得到了快速发展,并逐渐应用于各行各业。
无线充电技术以其便捷、高效的特点备受关注,并在智能手机、电动汽车等领域中取得显著的成就。
本文将探讨无线充电技术的发展现状以及未来的发展趋势。
一、无线充电技术的发展现状无线充电技术在过去几年中取得了重大突破。
最早的无线充电技术是采用电磁感应原理,通过电磁场将电能传输到其他设备中。
然而,由于电磁感应的传输效率不高,存在能量损耗等问题,其应用范围受到了限制。
随着技术的不断进步,新的无线充电技术逐渐出现。
其中,射频充电技术是其中一种备受瞩目的发展方向。
该技术利用电磁波对接收设备进行充电,传输效率较高且充电距离较远。
此外,还有一些公司探索了采用激光和声波进行无线充电的方法,这些技术在理论上有很大的潜力,但在实际应用中还存在一些挑战。
在消费电子领域,无线充电技术已经非常成熟。
众多智能手机和可穿戴设备都已经支持无线充电,用户可以通过将设备放在充电板上即可实现无线充电。
此外,一些汽车制造商也开始推出支持无线充电的电动汽车,极大地方便了用户的充电体验。
无线充电技术的广泛应用使得用户不再受到线缆的束缚,提高了使用体验。
二、无线充电技术的未来趋势在未来的发展中,无线充电技术有望继续取得突破,推动更广泛的应用。
首先,无线充电技术的传输效率将会进一步提高。
当前的无线充电技术还存在一定的能量损耗问题,导致充电效率相对较低。
随着技术的进步,人们可以期待无线充电设备的效率将会大幅提高,从而更加节约能源,减少能源浪费。
其次,无线充电技术将在更多领域得到应用。
目前,无线充电主要应用于智能手机、可穿戴设备和电动汽车等消费电子领域。
然而,无线充电技术的应用潜力远不止这些。
例如,在工业领域,无线充电技术可以应用于机器人充电、传感器供电等方面,提高自动化生产的效率和便利性。
此外,无线充电技术将成为物联网发展的关键支撑。
随着物联网的兴起,人们对于无线充电的需求也将不断增长。
无线充电技术的发展与应用前景无线充电技术是近年来快速发展的一项技术。
它能够解决传统充电中的诸多痛点,如电线损坏、充电线缠绕等问题,极大地方便了人们的生活。
本文将从发展历程、技术原理和应用前景三个方面来探讨无线充电技术的发展与应用前景。
一、发展历程1. 无线充电技术的起源无线充电技术起源于20世纪初,当时的科学家们就试图通过电磁波传输能量,实现无线充电。
然而,由于当时技术条件有限,无线充电技术始终没有得到有效的应用。
2. 现代无线充电技术的突破随着科技的进步,特别是电磁感应和雷达技术的发展,现代无线充电技术取得了突破性进展。
2007年,美国无线充电技术公司发布了一种基于电磁感应的无线充电解决方案,引发了无线充电技术的热潮。
3. 无线充电技术的全球应用推广目前,无线充电技术已经在全球范围内得到广泛应用。
例如,无线充电汽车、手机、手表等产品已经成为消费者生活中不可或缺的一部分。
二、技术原理1. 电磁感应无线充电技术的核心原理是电磁感应。
通过在发送端产生电磁场,再在接收端感应到电磁场并转化为电能,实现无线充电。
2. 谐振耦合谐振耦合是一种常见的无线充电技术,它利用共振频率相同的发射端和接收端进行能量传输。
通过合理设计谐振电路,可以提高传输效率,并减少能量损耗。
3. 磁共振磁共振是一种无线充电技术的变种,它通过调整发射端和接收端之间的频率使之达到共振,以提高能量传输效率。
相比谐振耦合,磁共振技术在传输距离上有更大的优势。
三、应用前景1. 汽车行业无线充电技术在汽车行业的应用前景广阔。
随着新能源汽车的快速发展,无线充电技术可以解决传统充电插座的不便之处,提高充电效率,进一步推动电动汽车的普及。
2. 移动设备无线充电技术在移动设备中的应用也具有巨大的市场潜力。
目前,许多手机厂商已经开始提供无线充电功能,未来无线充电技术有望在手表、耳机等智能设备上得到广泛应用。
3. 家庭生活无线充电技术在家庭生活中也有很多应用场景。
无线充电技术的突破2024年手机充电更加便捷无线充电技术的突破:2024年手机充电更加便捷随着科技的不断进步,手机已经成为现代人生活不可或缺的一部分。
然而,长久以来,手机的充电问题一直困扰着人们。
传统有线充电方式存在着充电线束凌乱、容易断裂、接口损坏等问题,而有线充电线的连接也十分不方便。
为了解决这些问题,无线充电技术迅速走进人们的视野,并在不久的将来迎来突破性的发展,使得2024年的手机充电更加便捷。
一、无线充电技术的发展现状随着无线充电技术的不断成熟,人们对手机充电的需求也越来越迫切。
目前,无线充电技术主要有电磁感应充电、电磁谐振充电和射频充电等几种方式。
1. 电磁感应充电电磁感应充电是目前应用最广泛的无线充电技术之一。
它通过手机与充电底座之间的电磁感应来实现充电。
用户只需将手机放置在充电底座上,即可实现充电,免去了繁琐的充电线连接步骤。
然而,由于电磁感应充电距离较短,同时充电效率也相对较低,因此还存在一定的改进空间。
2. 电磁谐振充电电磁谐振充电是一种可以增加充电距离和充电效率的无线充电技术。
它通过在充电器和手机之间加入谐振电路,实现了共振电能的传输。
相比电磁感应充电,电磁谐振充电技术能够在较大距离范围内无线充电,提高了充电的便利性和效率。
3. 射频充电射频充电是一种通过射频电磁波传输能量的无线充电技术。
射频充电技术适用于远距离充电,并且具有较高的充电效率。
目前,射频充电技术还处于发展初期,需要进一步改进和完善。
二、2024年无线充电技术的发展趋势无线充电技术在2024年将迎来更加突破性的发展,使手机充电更加便捷。
以下是几个可能的发展趋势:1. 充电效率的提高随着无线充电技术的不断发展,充电效率将会越来越高。
新的充电技术和材料的应用将进一步提高充电效率,缩短充电时间,使得用户能够更加快速地完成手机充电。
2. 充电距离的增加无线充电技术在充电距离上也将有所突破。
目前的技术已经能够实现一定距离内的充电,未来的无线充电技术有望实现更远距离的充电,使用户在充电过程中更加自由灵活。
简析无线充电技术的发展摘要:对无线充电技术的发展做出了简要的介绍与分析。
对其基本概念,发展历史与现状,存在的问题与不足之处以及几种不同的现行行业标准做了介绍。
无线充电技术是一种与传统充电技术有着很大区别的新兴技术,因其对传统充电技术的便利性,实用性,美观性,环保性的优势,它具有很大的发展空间。
现在无线充电技术还处于发展的起步阶段,很多技术还不够成熟,但由于它满足了市场的发展与人们的需求,便越来越得到重视研究,现在也正处于快速发展的阶段。
在未来,随着无线充电技术充电效率的提高,充电距离的增大,充电便利性,安全性的提高,充电设备的小型化等,无线充电技术将会日臻完善,最终成为主导未来充电产品与设备的主流技术。
关键词:无线充电技术发展行业标准0 前言无线充电技术是近年来在各种电子电气设备的迅猛发展与普及的情况下被重视研究的一种充电技术。
它与传统的充电技术有很大的区别。
它通过无线能量传输的方式为电子电气设备充电,分离开供电设备与用电设备之间的物理连接,这样在提高用电设备的美观,实用性的同时,还可以提高用电设备的安全性。
与此同时规范化的无线充电器可以为各种便携式电子产品(如手机,数码相机,PDA-Personal Digital Assistant)充电,这样既能节约资源,降低产品的成本,又有利于环保。
[1] 这种技术的发展在现在还处于刚刚起步的阶段,但由于它的实用性与便利性的优点,它必定将带来电子电气设备发展的一场新的革命。
由于人们对新的无线充电设备的需求不断增长,关于无线充电技术的研究在近年来已经进入了快速发展的阶段。
并且已经取得了一些初步的阶段性的研究成果。
同时,无线充电技术在未来还有很长的路要走,也具有非常大的发展空间。
1无线充电技术的基本概念目前无线电能传输主要采取三种方式分别为:电磁感应,无线电波,共振作用。
在便携式设备锂电池领域,主要采用的是电磁感应方式来传输电能。
对这一概念,人们还缺乏全面而实际的了解。
很多人希望它像Wi- Fi一样,只要有Wi- Fi的地方,连接上就能用。
理想的情况简单认为就是没有线,到处都可以充电。
无论是家里、办公室、酒店、咖啡厅、地铁、机场都能随时连接无线充电网给手机充电。
估计几年以后无线充电将覆盖每个领域,无处不在。
但现实的情况是无线充电还达不到上面理想的状态,不仅仅是基础设施的问题,而是技术的问题。
我们现在的无线充电,充电器和手机的距离一般都在5mm以内(现阶段的Qi标准的无线充电情况),未来的磁共振标准可以做到125px以内(A4WP标准的无线充电情况)。
现在阶段的Qi标准的无线充电器需要紧贴且对好充电位置,距离充电位置越远,充电效率越低,具体10mm以上基本上不能充电,上下左右移动范围一般一般只有10mm左右,且偏离中心位置远大,充电效率越低。
无线充电的充电效率一般在70%左右,好的可以做到75%左右,差一点的只有65%左右。
随着技术的进步,无线充电的距离和充电效率都将会有很大改善。
[2]2无线充电技术技术的发展历史与现状无线充电的发展历时比较长久,早在一百多年前著名的物理学家特斯拉就曾设想通过电磁共振的方式来实现无线电能的传输,被人们称为无线电能传输之父。
在20 世纪60年代初,Raytheon(雷神公司,美国国防工业合作著名企业)的布朗做了大量有关无线电能传输的研究,奠定了无线电能传输的实验基础。
[3]近年来,无线充电技术得到了空前的重视,关于无线充电技术的研究也进入了快速发展的阶段。
在这其中出现了很多的标志性的事件,有的甚至可以说是具有里程碑式的意义。
2007 年MIT 的一个研究小组利用磁耦合共振的方式研究出了一个令人印象深刻的无线供电研究成果。
[4]在这一年6月,美国麻省理工学院的物理学家马林索尔加斯克领导的一个小组宣布,他们成功地利用无线输电技术,点亮了一个离电源约2米远的60瓦电灯泡。
与理想目标相比,2米可以说是微不足道,但在近两百年的努力中,这已是令人惊喜的成绩。
[5]2009年10月,Plugless Power 制造出第一台电动汽车无线充电原型机[6]此后,便不断有令人惊喜的成果传来。
美国无线电力公司在2009年的全球科技、娱乐及设计大会(TED Global)上,成功利用线圈共振原理实现无线输电,为两台手机隔空充电,并开启了一台没有接电线的电视机。
2010年1月,海尔在第四十三届国际消费类电子产品展览会(CES展)上推出全球首台"无尾电视",其中使用了麻省理工学院发明的无线输电技术,利用“磁耦合共振”原理实现无线供电。
[7]2010 年3 月9 日第一辆无线充电电动车在韩国的首尔大公园投入使用。
[8]与我国常见的电车不同,行驶车辆并不是从车顶的电线或者道路上铺设的轨道来获得电能,只需要在车辆行驶的路面上铺设相应的电感应带,在此路面上行驶的车辆就能获得由电感应带所提供的电能。
[4]2010年11月,英国HaloIPT公司给雪铁龙电动车安装上接收垫,用无线方式给电动汽车充电,并计划在2012年投入商用。
[9]2012年7月,美国高通公司和法国雷诺公司签署了备忘录,将开发的无线充电技术用于雷诺的EV,并展开了验证试验。
[10]2013年1月7日,全球规模最大的消费科技产品交易会之一的国际消费电子展(CES)大幕在美国拉斯维加斯拉开,在智能手机耗电多、电池续航能力差、充电频繁的应用背景下,使用平板电脑给手机进行无线充电的产品再次成为展会上的一个亮点。
[11]无线充电技术在近年来的快速发展也为无线充电产品的迅速发展与投产奠定了基础。
3无线充电技术的优点与不足3.1无线充电技术的优点3.1.1 便携式电子设备应用无线充电技术的优点<1>不需要留有充电用的USB 接口,可以提高产品的封闭性,消除进水的隐患。
<2>一个无线充电发射装置能够给多种产品提供充电,尤其是建立统一标准后。
[12]<3>可以给用户提供具有现代感的使用体验。
一旦使用无线充电,最为直观的就是人们在使用电子产品的时候就不再需要电线连接产品和充电器,方便用户使用,避免电线打结等让人感觉不舒服的缺陷。
此外,人们在外出或者旅游的时候,可以更便捷的携带各种电子产品,而只需要一块充电板。
[13]<4>电子产品的各种接口都是电子产品出现问题的潜在危险。
抛开例如手机掉入水中这样人为的损害不谈,即使是正常使用,在某些特殊的环境例如湿度很高或者灰尘很大的环境,水蒸气和尘埃都会透过这些接口进入到电子设备中,这使得电子设备的工作稳定性和生命周期都大大恶化,而使用无线充电技术无疑将提高电子产品在这一类特殊环境中的安全性和稳定性。
即使撇开上文所说的这些特殊环境和特殊用途不谈,无线充电最具有指导性的意义是可以使电能这种清洁的能源具备更广阔的使用空间,从而极大的缓解环境污染等世界性问题,而无线充电在材料上的节省也使得相应资源得到最大程度的节约。
[14]3.1.2 无线充电技术在其他领域应用的优点<1>在医疗领域的应用。
比如一些植入人体内的医疗器件,由于采用了电池供电,当电池用完之后,需要通过手术将器件取出更换电池,这种做法增加了病人的危险。
如果医疗器件兼容无线充电,那么就可以在体外给电池充电。
[15]<2>在智能控制领域的应用。
例如目前很流行的扫地机器人,如果机器人之中集成无线充电的功能,机器人就无需只有在对准插头后才能充电,只要停在充电器正常范围的上面即可。
[16]<3>在某些比较特殊的应用场合有线充电具有很大的局限性。
比如某些具有特定用途的传感器,这些传感器或许会埋在地下,或许会沉在水里,或许会植入墙壁中,利用有线充电对这些传感器充电是很不方便的。
[17]3.2无线充电技术目前的不足之处1.成本过高,市场推广比较困难。
2.电能利用率比较低,造成能量的浪费。
[18]3.技术门槛比较高,需要培养专门的技术人才,设备维修等问题也比较麻烦。
4.充电时需要将交流电转化为直流电再转化为高频交流电,最后才能得到可用的直流电,从而可能会带来中高频的辐射问题。
[19]而这种辐射是否对人体有害,目前科学界还没有得出一致而可靠的结论,这一问题的存在,也对无线充电技术的应用提出了一个很大的考验。
4无线充电技术标准简介2.1 Qi 无线充电标准Qi是由无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称WPC)提出的标准,具有便携性和通用型两大特征。
WPC是全球首个推动无线充电技术的标准化组织,也是目前世界上最大的无线充电标准组织,其成员包括来自15个不同国家的137个合作伙伴,包括HTC、诺基亚、LG、摩托罗拉、三星等,并已有一百多款搭载Qi技术的设备上市。
Qi基于电磁感应原理进行输电,感应耦合电能传输系统的基本结构如图2所示。
这个系统由发射器线圈L1和接收器线圈L2组成,两个线圈共同构成一个电磁耦合感应器。
发射器线圈所携带的交流电生成磁场,并通过感应使接收器线圈产生电压。
2.2 PMA 无线充电标准PMA标准,全称Power Matters Alliance,由宝洁与无线充电技术公司Powermat合资经营的Duracell Powermat公司发起,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,目前PMA联盟已经有中兴、黑莓、星巴克、AT&T、Goole 和金霸王等公司加盟。
PMA标准通过两种方式来进行充电,一种是透过内建无线充电芯片,另一种则是采用WiCC无线充电卡,这种卡片非常轻薄,使用方法也非常简单,只需要安装在在移动设备的电池上即可,同时WiCC卡也可以作为NFC(近场通讯)天线使用,看上去它让无线充电技术的未来充满了光明。
但是WiCC卡也存在缺陷。
充电卡的设计使它不能直接用在像iPhone那样无法拆卸电池的设备上。
如果要使用WiCC卡,手机制造商们必须在电池添加一个小的连接头,其中两根导线用于充电、两根用于NFC讯号传送、两根用于数据传输。
目前美国星巴克所使用的无线充电设备即采用PMA的标准,如果未来手机支持这种无线协议,恰巧你走到咖啡厅将手机直接放到桌子上就能充电。
显然这种来自商家的支持是非常重要的。
不过普及开来还需要时间。
4.3 A4WP 无线充电标准A4WP标准,全称Alliance for Wireless Power,是由高通公司、三星公司以及Powermat公司共同创建,它的目标主要是建立电子产品之间统一的标准,甚至与电动汽车等相匹配的机制。
A4WP标准采用的是“电磁谐振技术”,这是与其他标准最大的不同。
相比于Qi,A4WP采用了更大的输出线圈,能同时为多台设备充电。
同时由于设定了精确的共振频率,即使微弱的感应磁场也能为设备充电,这意味着A4WP的充电范围将会比Qi大得多,理论上来说隔着物体也可以充电,同时也不需要准确地将设备摆放在充电基座上。