无线供电技术现状
从目前来看,电力无线传输技术主要有三种:电磁感应型(利用电流通过线圈产生磁力实现近程无线供电)、电波接受型(电力转换成电波近程无线供电)、磁场共鸣型(利用磁场等共鸣效应近程无线充电),以上几种技术的发展方向始终集中在对电力发送装置和接受装置的改进上。电波接受型技术的方向主要在于如何提高电流的Q值以及保持传输效率,这对于低功率的消费电子产品来说意义不大,相对来书磁共振和电磁感应技术更有商用推广的价值。
美国麻省理工学院(MIT)于2007年6月、美国英特尔公司于2008年8月分别发表了使用磁场耦合共鸣的技术,使用该技术有望给行驶中的汽车进行充电,尽管其传输效率只有40%左右。基于磁场耦合共鸣技术,日本索尼公司开发了延长无线传输距离的技术“RepeaterDevice”,使用该技术可以不用电源线向远至50cm的电视机传输60W电力。相关的技术也被中国的海尔在2010年美国举行的CES展上展示其“无尾电视”。
电感耦合是另一种高效和通用的无线充电方式,主要是分别在供电部分和接收部分设置电极,利用电极间产生的电场来供电的方式。由于在电极之间会产生电容耦合效应,因此电场耦合方式也被称为电容耦合方式。在去年深圳举行的高交会电子展上,村田就展出了一款支持移动设备充电的电场耦合式无线电力传输模块,通过内置入移动设备的RFIC以及植入充电模块的充电板,就可以实现“无线充电”功能。
新型共鸣方式的非接触充电也已亮相。这就是竹中工务店正在开发的、使用电场耦合共鸣的技术。该技术虽然需要使送电端与受电端紧贴,但却支持水平方向的错位,不会象目前已实用化的、由线圈向线圈供电的电磁感应式非接触充电技术那样,在异物侵入时会出现发热、电磁波及高频波等问题。而且,与电磁感应方式不同,共鸣方式不使用铁氧体及利兹线圈,因此可降低产品的重量及成本。
此外,索尼发布的卡片相机TX300V/TX200V,夏普发布的SH-13C手机,均采用无线充电功能,其中SH-13C透过无线充电,将手机搭配的1230mAh电池充满约需2至2.5个小时。美国高通(Qualcomm)则开发出一款采用磁共振方式进行无线供电的“eZone”,可以为搭配充电台座的“iPhone”充电。据测试,如果为1000mAh容量的电池充电,2小时内便可充满。
除了这些国际厂商,在国内相关的产品也不少。打开淘宝,搜索“无线充电器”,可以看到上百种针对iPhone的无线充电板或手机套,价格从100多元到900多元不等。这种产品(类似产品如“点金石”)一般分为两个部分:一部分为充电板,另一部分为与手机连接的电源接收器,其实现原理依然是电磁感应,不过毛病也有不少。这些淘宝产品一方面存在发热量大和电磁辐射的问题;另一方面没有对于错误充电的ID认证方法,容易酿成危险,同时在充电时也无法进行上网等数据传输。此外,针对不同的电池,充电的要求也不尽相同。
WPC标准的建立
为了解决以上的难题,专门针对于无线电源的行业标准组织――无线充电联盟(WPC)成立了。该组织成立于2008年,由亚洲、欧洲和美国的各行业公司组成,其中包括电子设备制造厂商和原始设备制造商(OEM)。WPC标准定义了电感耦合(线圈结构)的类型,以及低功耗无线设备所用的通信协议。在这种标准下工作的任何设备都可以与任何其他WPC兼容设备配对。获得WPC联盟的认证的产品,将被标识“Qi”字样的LOGO,具有“Qi”的终端,可以在所有标有该LOGO的充电板上充电。并且,获得Qi标识后,不用向WPC联盟付费。