
近年来,越来越多的智能手机配备了无线充电功能,如iPhone Xs、三星S9、小米MIX 3和华为MATE20等。很多朋友对这个功能并不陌生。目前无线充电方式有四种:电磁感应充电、磁共振充电、无线电波充电、电场耦合充电。各种收费方式的技术方案也各不相同。
1、电磁感应充电
电磁感应无线充电常用于小功率无线充电,也可称为非接触式感应充电,广泛用于无线连接感应充电。比如充电手电筒、电动剃须刀、无线感应壁灯等无线感应供电产品,以及最近比较多谈的电动牙刷,基本都是用这种感应充电来方便产品的防水功能。充电效率约80%至95%,无高频辐射,符合各国安全认证,价格低廉。
与现有技术相比,本发明具有结构简单、体积轻的优点。它将发射线圈设置在充电板内,并在其外包裹橡胶绝缘层,使感应充电器与外部被充电设备之间没有直接的线接触。不存在电气安全问题,使用起来更加安全可靠,用在一些日常设备或产品上也能轻松防水。
2、磁共振充电
磁共振技术的兴起源于2008年麻省理工学院的一个实验。研究员隔空点亮了一个60W的灯泡,让全世界第一次意识到无线充电还可以这么玩。磁共振的优势在于可以在更大的范围和更高的空间自由度上实现有效的能量传递,因此可靠性更高,支持多个设备同时充电。原理是发射器与接收器以相同的谐振频率相遇,利用谐振效应传输电能。这种充电方式传输距离长,功率传输大,适合长距离大功率充电。但这种收费方式效率低下,在传输过程中损耗很大。距离越远,传输功率越大,损耗越大。更重要的是,所使用的频带必须受到保护,以避免外部因素的干扰。
3、无线电波充电
无线电波充电是一种成熟的无线充电技术。使用无线电波充电的无线充电器由微波发射器和微波接收器组成,可以捕捉墙壁反射的无线电波能量,并在随负载调整的同时保持稳定的DC电压。这种无线充电方式更方便,只需在墙上的插头上安装一个发射器,在低压产品上安装一个接收器即可。其优点是传输距离中等,传输速度快,缺点是稳定性和安全性低,需要一定的成本投入研发。
4、电场耦合充电
这种方法可以看作是磁场共振的加强版,需要发射和接收两个共振系统,分别由感应线圈构成。通过调节发射频率,发射端以一定的频率振动,产生一个无辐射的磁场,而不是到处都是普通的电磁波,即把电能转化为磁场,在两个线圈之间形成一个能量通道。接收机的固有频率与发射机的频率相同,所以会产生共振。随着每次谐振,接收器电感器中会产生更多的电压。经过多次谐振后,电感表面会聚集足够的能量,使接收端在这个无辐射磁场中接收能量,从而完成磁能到电能的转换,实现电能的无线传输。
2008年,麻省理工学院的一个实验室展示了一个实验,在两米的距离点亮了一个60W的灯泡。他们将这项技术命名为Witricity,目前该项目还处于实验室阶段。当然这种无辐射电磁场的范围是有限的,要求发射端和接收端都在感应线圈半径的8倍以内,不适合远距离传输。
电场耦合充电适合短距离充电,转换效率高,位置不固定,但缺点是设备要求大,功率低。
摘要
目前,在四种无线充电方式中,电磁感应无线充电方案最为成熟,在商业上应用最为广泛。比如我们手机上使用的各种无线充电器,就利用了这种技术方案。就目前的技术水平而言,电磁感应无线充电方案是最值得采用的。也为智能手机的充电方式提供了解决方案,还是利大于弊。









