傳統(tǒng)的充電方式需要使用線纜連接電路和終端設(shè)備，這在某種程度上限制了終端設(shè)備的設(shè)計，在安全性和靈活性上都做出了讓步，如今無線充電技術(shù)使得終端設(shè)備和充電器等各個環(huán)節(jié)都擺脫了線路的限制，實現(xiàn)電器和電源完全分離，在如今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，無線充電的技術(shù)已經(jīng)開始在各領(lǐng)域中探索運用，顯示出了廣闊的發(fā)展前景，今天就來了解下無線充電的三大標準和四種實現(xiàn)方式。

主流的無線充電標準有：Qi標準、PMA標準、A4WP標準

Qi標準：Qi標準是全球首個推動無線充電技術(shù)的標準化組織——無線充電聯(lián)盟(WPC，2008年成立)推出的無線充電標準，其采用了目前最為主流的電磁感應(yīng)技術(shù)，具備兼容性以及通用性兩大特點。只要是擁有Qi標識的產(chǎn)品，都可以用Qi無線充電器充電。2017年2月，蘋果加入WPC。

PMA標準：PMA聯(lián)盟致力于為符合IEEE協(xié)會標準的手機和電子設(shè)備，打造無線供電標準，在無線充電領(lǐng)域中具有領(lǐng)導(dǎo)地位。PMA也是采用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)無線充電。目前已經(jīng)有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了PMA聯(lián)盟。

A4WP：Alliance for Wireless Power標準，2012年推出，目標是為包括便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車等在內(nèi)的電子產(chǎn)品無線充電設(shè)備設(shè)立技術(shù)標準和行業(yè)對話機制。A4WP采用電磁共振原理來實現(xiàn)無線充電。

無線供電原理及實現(xiàn)方法

無線充電利用電磁波感應(yīng)原理進行充電，原理類似于變壓器。在發(fā)送和接收端各有一個線圈，發(fā)送端線圈連接有線電源產(chǎn)生電磁信號，接收端線圈感應(yīng)發(fā)送端的電磁信號從而產(chǎn)生電流。

2007年6月麻省理工學(xué)院以Marin Soljacic為首的研究團隊首次演示了利用電磁感應(yīng)原理的燈泡無線供電技術(shù)，他們可以在一米距離內(nèi)無線給60瓦的燈泡提供電力，電能傳輸效率高達75%。

研究者由此設(shè)想電源可以在這范圍內(nèi)為電池進行無線充電，進而推想只需要安裝一個電源，即可為整個屋里的用電器供電。傳輸線圈的工作頻率在兆赫茲范圍，接收線圈在非輻射磁場內(nèi)部發(fā)生諧振，以相同的頻率振蕩，然后有效的通過磁感應(yīng)進行電能傳輸。

圖：無線充電原理

實現(xiàn)無線充電技術(shù)主要通過四種方式：電磁感應(yīng)式、磁場共振式、無線電波式、電場耦合式。

1、電磁感應(yīng)式

1890年，物理學(xué)家兼電氣工程師尼古拉·特斯拉就已經(jīng)做了無線輸電試驗，實現(xiàn)了交流發(fā)電。邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理，電流通過線圈會產(chǎn)生磁場，其他未通電的線圈靠近磁場就會產(chǎn)生電流。

圖：電磁感應(yīng)式原理

電磁感應(yīng)式充電：初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級線圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。目前最為常見的充電墊解決方案就采用了電磁感應(yīng)，事實上，電磁感應(yīng)解決方案在技術(shù)實現(xiàn)上并無太多神秘感，中國本土的比亞迪公司，早在2005年12月申請的非接觸感應(yīng)式充電器專利，就使用了電磁感應(yīng)技術(shù)。

電磁感應(yīng)式是當前最成熟、最普遍的無線充電技術(shù)，原理有些類似于變壓器。

圖：電動汽車無線充電原理

2、磁場共振式

圖：磁場共振方式原理

磁場共振充電由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量，是目前正在研究的一種技術(shù)，由麻省理工學(xué)院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領(lǐng)的研究團隊利用該技術(shù)點亮了兩米外的一盞60瓦燈泡。該實驗中使用的線圈直徑達到50cm，還無法實現(xiàn)商用化，如果要縮小線圈尺寸，接收功率自然也會下降。

相比電磁感應(yīng)方式，利用共振可延長傳輸距離。磁共振方式不同于電磁感應(yīng)方式，無需使線圈間的位置完全吻合。

3、無線電波式

無線電波式充電：這是發(fā)展較為成熟的技術(shù)，類似于早期使用的礦石收音機，主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負載作出調(diào)整的同時保持穩(wěn)定的直流電壓。此種方式只需一個安裝在墻身插頭的發(fā)送器，以及可以安裝在任何低電壓產(chǎn)品的“蚊型”接收器。

整個傳輸系統(tǒng)包括微波源、發(fā)射天線、接收天線3部分;微波源內(nèi)有磁控管，能控制源在2. 45 GHz頻段輸出一定的功率。

圖：無線電波充電示意圖

4、電場耦合式

電場耦合式充電原理：利用通過沿垂直方向耦合兩組非對稱偶極子而產(chǎn)生的感應(yīng)電場來傳輸電力。一般充電模塊是由2個非對稱偶極子按垂直方向排列而成的，這組偶極子各由供電部分和接收部分的活性炭電極和接地電極組成。無線供電模塊就是通過這2個非對稱偶極子的電場耦合而產(chǎn)生的感應(yīng)電場來供電的。

電場耦合方式的特點大致有三：①充電時可實現(xiàn)位置自由，②電極薄，③電極部的溫度不會上升。因此不僅能夠提供便利性，而且還可降低系統(tǒng)成本。目前已試制完成為平板終端及電子書等便攜終端進行無線供電的供電臺。

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