無(wú)線感應(yīng)充電的工作原理是功率傳輸?shù)幕驹?，在一定距離內(nèi)在感應(yīng)發(fā)射器和接收器線圈上產(chǎn)生電磁場(chǎng)，而無(wú)需任何電纜連接。

全球無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模，預(yù)計(jì)從2020年到2027年以22.2%的年復(fù)合成長(zhǎng)率成長(zhǎng)，到2027年達(dá)到402.4億美元。

該技術(shù)的主要目的是以無(wú)線方式為工業(yè)設(shè)備，個(gè)人電子設(shè)備，家用電器和便攜式設(shè)備充電，而無(wú)需任何電纜，效率更高。與其目標(biāo)相反，無(wú)線感應(yīng)充電在沒(méi)有電纜的情況下不完全工作，因?yàn)樗鼪](méi)有通過(guò)電池供電。

充電站/發(fā)射器仍將通過(guò)電源線與主電源插座連接，并在沒(méi)有電池時(shí)保持持續(xù)連接。但是像智能手機(jī)這樣的小型個(gè)人電子產(chǎn)品可以無(wú)線充電。它必須放置在無(wú)線站/發(fā)射器附近。

充電站/發(fā)射器包含一個(gè)線圈，交流電（交流電）通過(guò)該線圈流向個(gè)人小工具的接收器線圈，該電產(chǎn)生電磁場(chǎng)。當(dāng)智能手機(jī)等小型個(gè)人電子產(chǎn)品在此電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)充電時(shí)。

在工業(yè)中采用無(wú)線充電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

無(wú)線感應(yīng)充電正在迅速?gòu)睦碚撓蛏虡I(yè)和工業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)功能發(fā)展。在智能手機(jī)，耳塞/AirPods，手表等消費(fèi)電子設(shè)備中尤其如此。這最大限度地降低了有線充電要求，并接受了通用的無(wú)線解決方案，以使用單個(gè)站/發(fā)射器為所有電子設(shè)備的個(gè)人小工具充電，并提高友好性。電子廢物減少以支持像Qi（Chee）標(biāo)準(zhǔn)這樣的通用解決方案，并且可以最大限度地減少充電器對(duì)不同設(shè)備的特定要求。由于接收器按需提供功率請(qǐng)求，它更加靈活和節(jié)能，并且可以在發(fā)射器端相應(yīng)地設(shè)置功率傳輸限制，以實(shí)現(xiàn)所需的功率傳輸。它還增加了電池供電和有線設(shè)備的靈活性，以避免更昂貴，危險(xiǎn)和不可行的選擇。

無(wú)線充電的唯一缺點(diǎn)是它比有線充電器產(chǎn)生更多的熱量，并且還需要放置特殊的機(jī)械成型/腔體。

我們來(lái)談?wù)劗?dāng)前無(wú)線感應(yīng)充電技術(shù)基礎(chǔ)的發(fā)展趨勢(shì)

無(wú)線充電技術(shù)的成熟正朝著兩個(gè)主要方向發(fā)展：基于射頻的充電和基于耦合的充電。對(duì)于安全和全球感應(yīng)式無(wú)線技術(shù)支持，主要形成兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)支持無(wú)線充電：Qi由無(wú)線充電聯(lián)盟（WPC）標(biāo)準(zhǔn);合并的空中燃料;PMA由權(quán)力物質(zhì)聯(lián)盟;和無(wú)線充電聯(lián)盟 （A4WP） 標(biāo)準(zhǔn)的 A4WP。

電感耦合功率傳輸還能夠支持高于千瓦級(jí)的高功率傳輸。它廣泛用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，如機(jī)器人操作，自動(dòng)水下航行器，感應(yīng)發(fā)電機(jī)和電機(jī)。為了給包括插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（PHEV）在內(nèi)的電動(dòng)汽車（EV）的電池供電，在1至10KW的功率下，距離小于厘米，整體效率高于80-90%。中低功率近場(chǎng)充電，廣泛用于醫(yī)療機(jī)構(gòu)和家用電器，如感應(yīng)牙刷，電視，照明墻開(kāi)關(guān)和小型個(gè)人電子便攜式設(shè)備。最近，越來(lái)越多的應(yīng)用涉及油井、海上能量收集、煤礦、電動(dòng)自行車、傳感器、可穿戴設(shè)備、植入式系統(tǒng)、RFID、發(fā)光二極管（LED）顯示器、電力線通信和智能電網(wǎng)。

在無(wú)線充電技術(shù)中，如今，基于耦合的充電，特別是電感式充電是工業(yè)和商業(yè)的選擇，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且成本低，功耗更低，頻率更低，效率更高，以及消費(fèi)者對(duì)RF指令的安全性問(wèn)題。

磁感應(yīng)和磁共振耦合都作用于近場(chǎng)，其中產(chǎn)生的電磁場(chǎng)命令靠近散射物體/發(fā)射器的區(qū)域。近場(chǎng)功率根據(jù)充電距離倒數(shù)的立方體衰減。

電感耦合

它的工作原理是磁場(chǎng)感應(yīng)的基本原理，即在兩個(gè)線圈之間傳遞電能。

功率傳輸是由于次級(jí)接收器線圈上的初級(jí)線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)變化，并在磁場(chǎng)內(nèi)感應(yīng)電流/電壓，通常小于波長(zhǎng)。該感應(yīng)電壓可用于為無(wú)線設(shè)備充電。

電感耦合的工作頻率通常在110KHz至205KHz范圍內(nèi)的千赫茲范圍內(nèi)。次級(jí)線圈應(yīng)調(diào)整到工作頻率，以提高充電效率。

由于功率衰減較高，因此有效充電距離小于20cm，因此質(zhì)量因數(shù)通常較小。例如 - RFID和整體有效功率可以實(shí)現(xiàn)更高的電動(dòng)汽車千瓦。

磁感應(yīng)耦合的優(yōu)點(diǎn)包括易于實(shí)施，操作方便，近距離（同樣小于線圈直徑）的效率更高，并確保安全性。因此，它適用于小型個(gè)人和便攜式電子設(shè)備。

個(gè)人電子產(chǎn)品和便攜式設(shè)備的市場(chǎng)更側(cè)重于WPC形成的內(nèi)部接受的Qi標(biāo)準(zhǔn)。Qi標(biāo)準(zhǔn)主要側(cè)重于磁感應(yīng)功率傳輸，支持單個(gè)站為所有個(gè)人設(shè)備充電，數(shù)字帶內(nèi)鏈路用于識(shí)別兼容設(shè)備和控制功率電平。

磁共振耦合

它的工作原理是倏逝波耦合的基本原理，該原理通過(guò)振蕩磁場(chǎng)在兩個(gè)諧振線圈之間產(chǎn)生和傳輸能量。

它可以實(shí)現(xiàn)高能量傳遞效率，向外泄漏小，無(wú)諧振。

該技術(shù)可應(yīng)用于一個(gè)發(fā)射諧振器和多個(gè)接收諧振器之間。因此，它能夠以更高的質(zhì)量因數(shù)同時(shí)對(duì)在MHz頻率范圍內(nèi)運(yùn)行的多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電。

盡管如此，來(lái)自Airfuel的磁共振功率傳輸也集中在以6.78MHz的頻率運(yùn)行的行業(yè)，單個(gè)功率傳輸單元可以供電到多個(gè)功率接收單元。BLE 鏈路用于識(shí)別兼容設(shè)備和控制功率電平。

審核編輯：郭婷