快速发展的无线充电市场迫切要求制造商和开发商为设备间互操作性制订全球统一的无线充电标准。
建立一种全球通用的无线充电技术的比赛正在如火如荼地进行中。新的令人激动的无线充电技术进展和产品不断涌现——一些公司紧盯一种技术,也有些公司支持多种技术。但各种技术间互操作性的缺乏仍然是个大问题,因为没有统一的无线充电标准。
无线电力传输的想法已经出现好多年了。早在20世纪00年代,尼古拉●特斯拉就开始尝试无线供电了,但一直没有取得完全成功。不过他已非常接近成功——他的革命性发明被称为特斯拉线圈。这种不用导线传送电能的系统彻底改变了电能的使用方式
在短距离内不用导线实现电力传输的技术和方法有很多种,比如电磁感应、磁共振、电容耦合、磁力耦合等等。前两个应该是目前市场上最常用的技术。
电磁感应(电感性耦合)
这种近场方法使用导线线圈之间建立的磁场实现电能的无线传输。当电流流经发送线圈时,它会产生一个磁场,进而在接收线圈中感应出一个电压。
线圈耦合得越好,电能传输得就越好。耦合因子k指示耦合程度。k值取决于多种因素,比如线圈的形状、它们之间的角度以及电感器之间的距离。
根据发送器线圈和接收器线圈之间的距离不同,这种系统可以分成松耦合或紧耦合两种。
在紧耦合系统中,发送线圈和接收线圈具有相同的直径。它们彼此对齐,相距最小的Z。这个距离Z比线圈直径小得多。这种系统发热少,具有较高的效率
而松耦合系统中的线圈可以有较大的距离,但电能传输效率较低,电磁辐射较高。电磁感应有许多优点,比如电路方案简单,具有较好的成本效益。主要的缺点包括充电距离有限,发送器和接收器之间必须精确对齐。磁共振(共振感应耦合)
这种近场方法利用共振现象在一定空间内无线传输电能,其原理与电磁感应是相同的。发送器和接收器线圈以相同的频率振荡(或共振),这个频率取决于线圈的材料和形状。