突破充电效率距离限制 无线充电迈向中功率磁共振

中功率及磁共振无线充电发展加温。WPC、A4WP、PMA三大无线充电标准阵营，皆已计划在今年发布充电功率达15～30瓦的无线充电新规格，并加紧投入磁共振技术研究，可望提升无线充电效率，并突破目前磁感应技术距离受限的桎梏。

中功率与磁共振无线充电行情看俏。为了让小型电子产品以外的装置亦能享有无线充电功能，三大无线充电技术标准阵营正殚精竭虑发展中高功率无线充电标准，期能夺得市场先机；其中，又以电力事业联盟(PMA)动态最受瞩目。

随着无线充电技术朝中功率及磁共振方向演进，无线充电联盟(WPC)运行频段干扰问题已逐渐浮上台面，成为其日后发展的隐忧；反观PMA在与无线电力联盟(A4WP)结盟后，已同时握有磁共振及磁感应技术，加上其未来更拟采用传输距离更远的无线区域网路(Wi-Fi)做为通讯机制，因而更加受到市场瞩目。

兼具磁共振/磁感应技术PMA壮大无线充电势力

图1UL检测事业部亚太区事业发展经理陈立闵认为，PMA已同时握有成熟的磁感应和磁共振技术，可望成为三大联盟中的最后赢家。

UL检测事业部亚太区事业发展经理陈立闵(图1)表示，若以消费者体验做为最终考量，无线充电势必走向磁共振应用方案，因此原本专注于磁感应技术的WPC及PMA已积极研拟相关标准；不过，WPC选错频段的结果可能使其最终错失市场商机。

陈立闵分析，WPC的Qi标准运行于110k?205kHz，与多种应用频段重叠，为了避免日后严重的频率干扰问题，及为往后的中高功率磁共振技术发展铺路，WPC正在讨论更换运行频段及通讯协定(Protocol)的可能性，不过一旦更动运行频段及晶片通讯协定，新旧晶片方案间的相容性将成一大疑虑。

这项浩大工程不仅让WPC进退维谷，亦让内部成员及外界对WPC未来发展打上问号。另外，WPC成员中应用商少、晶片供应商多，比例失衡的结果，也让Qi的应用市场难以快速扩张，因此近来其会员增长的速度已愈来愈缓慢。

陈立闵表示，反观PMA，在2014年初已与A4WP签署合作协议；表面上看来是平等的合作关系，然事实上，A4WP之创始成员三星(Samsung)已将其无线充电技术捐赠予正积极发展磁共振技术的PMA，加上微软(Microsoft)、威瑞森(Verizon)等其他联盟的要角纷纷于近日宣布加入该阵营，让PMA气势如虹。

PMA因有美国联邦通讯委员会(FCC)的协助，一开始就选用了200M?400MHz的冷门频

段，巧妙避开日后的频率干扰问题；而在「收编」A4WP后，该联盟手上已同时握有磁感应、磁共振的无线充电技术，成为一股足以与WPC抗衡的势力。

另一方面，甫与A4WP签署合作协议的日本横须贺研究园区宽频无线论坛(YRP-BWF)，以及韩国电信技术协会(TTA)等组织，除了能协助PMA/A4WP扩大在亚洲市场的影响力外，更值得注意的是，这些组织原本就致力于中高功率磁共振的发展，未来三方的技术合作成果自是备受期待。

图2UL产品安全事业工程部资深专案工程师胡翔豪表示，PMA的API可提供客户资料搜集与分析服务，因此颇受通路商青睐。

不只PMA可接收A4WP的磁共振技术，A4WP亦可采用PMA的开放式网路应用程式介面(Open Network API)。UL产品安全事业工程部资深专案工程师胡翔豪(图2)表示，这套API是PMA很重要的技术资产，不只能应用于无线充电网络管理，亦可提供后端应用商客户资料搜集与分析的服务，因此颇受通路端业主的青睐，可促进其采用PMA标准的意愿。

陈立闵补充，PMA未来更拟采用与蓝牙同样运行于2.4GHz频段的Wi-Fi做为通讯机制，实现优于蓝牙方案的传输距离；加上PMA阵营内拥有为数众多的应用商，如家具厂、建材厂、连锁餐饮业等，这些业者都能驱动消费者对无线充电的应用需求，再回头刺激晶片商推出可商用化的最终方案，进一步扩大无线充电的市场规模。

胡翔豪更直指，PMA在今年第三季就可能发布15瓦的中功率标准，前景备受期待，亦让目前身为商用进展最快的WPC备感压力。为了防止市占率流失，WPC正积极制定中功率标准，更将未来的应用前景放眼在厨房、家电等中大功率无线充电应用市场。

巩固市占率WPC冲刺中高功率应用

图3德国莱因EMC暨通讯服务部专案经理Jan-Willem Vonk指出，WPC将未来的应用前景放眼在厨房、家电等大功率无线充电应用市场。

德国莱因(TUV)EMC暨通讯服务部专案经理Jan-Willem Vonk(图3)表示，WPC可望在今年正式发布15瓦(W)的中功率无线充电标准，接下来亦计划往30瓦、90瓦、120瓦方案逐步前进。

Vonk进一步表示，不只WPC，其他标准组织皆有志一同地将未来的战场放在厨房及客厅。尤其是有热水瓶、果汁机、微波炉、电锅等中高功率家电的厨房，将是继小型电子产品之后，下一个无线充电技术较劲的战场。

为了让无线充电的市场吸引力能与有线充电方案相匹敌，三大标准阵营及各个无线充电技术开发商，正致力于将无线充电的传输、接收功率往上提升；不过，无线充电模组接收端(Rx)的设计挑战一日不除，中高功率无线充电应用就永远无法成熟，而其中的关键因素，就在于主控IC的核心演算法。

[@B]催生中高功率无线充电主控IC演算成关键[@C] 催生中高功率无线充电主控IC 演算成关键

目前无线充电市场中三大阵营--WPC、A4WP、PMA，不断透过各种方式以扩大自己的势力范畴，期能成为最终一统江湖的霸主；不过事实上，三大阵营最大的敌手并非彼此，而是有线充电，因此无线充电标准阵营及所有的无线充电技术开发商，最须绞尽脑汁的是，要如何提高无线充电的传输、接收功率。

陈立闵进一步解释，无线充电方案虽无法完全替代有线充电方案，但技术开发仍须跟上有线充电市场技术演进的速度，免得最终导致无线充电市场需求消失殆尽；像是行动装置快速充电(Quick Charge)方案的兴起，及通用序列汇流排(USB)等高速传输介面标准正不断提升充电效率，都在在成为无线充电方案的潜在威胁，因此无线充电技术往中高功率发展更是燃眉之急。

事实上，三大无线充电标准阵营正积极将传输、接收功率提升至15?30瓦。理论上，中高功率无线充电技术对发射端(Tx)而言并非难事，因发射端只须不断传送电力即可，最关键的是接收端的模组设计；由于接收端模组周围常伴随着待充装置内部的其他元件，因此要如何克服电磁相容(EMC)问题，就成了中高功率无线充电技术发展的最大困境。

图4富达通无线充电事业部经理詹其哲认为，要克服中高功率无线充电技术的开发挑战，其核心关键就在于主控IC的设计。

富达通无线充电事业部经理詹其哲(图4)认为，要克服EMC等中高功率无线充电技术的开发挑战，其核心关键就在于主控IC的设计。有鉴于此，富达通已经开发多项专利技术，以强化主控IC的控制演算法，并改善了Qi标准目前存在的技术漏洞，成功突破中高功率无线充电的设计桎梏。

以Qi的PID演算法为例，其发射、接收模组最重要的参数系来自接收端的资料封包，为避免系统因某些因素导致资料传送失败，而让整个PID回路失效无法运作，Qi标准系透过软体控制演算法来解决此问题。不过，软体演算若没有控制好，当系统欲将传输频率降低以提高传输功率时，容易跨过谐振点，届时即使将频率降低，传输功率仍会开始往下掉，无法满足中高功率的传输需求。

詹其哲表示，为了解决此一技术问题，富达通已开发出「感应式电源中自动调节之方法」专利，以强化PID的演算模式；此外，该公司亦透过「可变功率系统」、「感应线圈位移修正」等专利技术强化主控IC的核心设计，让接收端可依需求自动调整输出功率，并可自动侦测感应距离进行功率控制，一一破解中高功率无线充电的技术关卡。

詹其哲指出，虽然中高功率仍将系市场最终发展方向，然目前市面上的无线充电产品仍以低功率为主，为了迎合市场所需，富达通决定将Qi的5瓦标准纳入该公司的中高功率无线充电方案。据了解，富达通已在今年发布第五代感应式无线电力系统--α5，其传输功率最高可至100瓦，更重要的是，α5不仅能搭配100瓦方案的接收器--β5，亦可对符合Qi标准的接收器传输电力。

除了主控IC的演算法之外，线圈磁材的选用也将决定中高功率无线充电系统的良窳。由于低功率无线充电系统的表面温升不明显，因此不管选用何种磁材，其磁导率、电阻率等物理特性表现并不突出；不过，设计中高功率无线充电线圈时，就须考量到系统温度对于线圈磁材特性的影响，以及每种磁材所适用的频段为何，因为这将大幅影响无线充电系统效率。

无线充电迈向中功率线圈磁材选用定成败

图5高创科技行销部副理王世伟强调，无线充电线圈磁性材料的选择，决定了中高功率无线充电系统的充电效率。

高创科技行销部副理王世伟(图5)表示，无线充电线圈材料的选择，决定了该系统的充电效率，尤其在设计中高功率无线充电产品时，磁材及线材的选用上更须多方考量。

一般而言，无线充电线圈组成可粗分为四大部分，分别为由散热材、铁氧体类(Ferrite)的磁性元件、保护膜(PET)以及线材(Coil)；在选择线材时，须考虑到各种材料的厚度、阻抗、绕制精度；磁性元件的选择则须考量磁导率、磁材饱和特性、电阻率及适用频段等因素，这些都会影响到无线充电电力传输系统的效率表现。

王世伟解释，目前常见的磁材约可分为锰锌及镍锌两类，前者相对磁导率高、电阻率低，后者则反之；基于这些特性，各种磁材所适用的频段也不尽相同。如当同样的线圈放在磁导率较高的磁材上，其产生的感值会较大，因此若想要降低铜损耗，即可选用锰锌；然锰锌电阻率低，可能让线圈在充磁的过程中，也就是产生磁力线的同时，造成更多的涡电流损失。

不过，事实上，在低功率的无线充电系统设计上，锰锌跟镍锌的相对磁导率及电阻率其实相差无几，除非在长时间运作下，导致系统温度明显上升，才会产生些微差距；因此，低功率的无线充电线圈设计对于磁材的选用并不若选择线材般斤斤计较。

但若是15瓦以上的无线充电系统，磁材表面温度上升幅度会更为明显，这会让磁材的电阻率、磁导率等物理特性更为突出，因此在磁材的选择上就须考量到温度对于磁材物理特性的影响。有鉴于此，王世伟表示，在设计中高功率无线充电线圈时，应该要选择导磁性低，但是电阻率较高的磁材；如只要选用阻抗起始点高于1MHz的磁材，中高功率无线充电系统产生的高频杂讯即能轻易被消灭，让中高功率无线充电系统效率再提升。

除了电子产品之外，高功率车载无线充电应用商机亦大有可为。由于充电站数量少、建置成本过高，且充电方便性不足，电动车在市场上的渗透率一直难有起色，而无线充电技术能解决电动车充电方便性及安全性的疑虑，因此吸引众多车厂开发高功率磁感应或磁共振式车载无线充电技术，期能进一步扩大电动车的市占率。

竞推高功率无线充电电动车厂加速商用脚步

图6车辆研究测试中心绿能车辆发展处专案副研究员江朝文提到，许多车厂正积极促成车载无线充电方式往商用化发展。

车辆研究测试中心绿能车辆发展处电动车系统技术专案副研究员江朝文(图6)表示，油电混合动力车抑或全电动车，现行的充电方式主要是透过有线充电，庞大的电缆及充电收发器增加了消费者使用上的不便，且若碰上户外的冰霜暴雨，不免让消费者对其安全性打上问号；因此许多车厂正积极促成车载无线充电方式往商用化发展，期能为电动车市场带来另一波新契机。

江朝文进一步指出，无论是磁感应或磁共振无线充电，若要用于电动车充电，传输距离及电力功率须分别在1公尺以内及3.3?3.7kW的范围内，方能符合应用需求。目前开发中及实证阶段的车载无线充电技术，大多数的充电系统效率约可达到80?90%，表现已经与车载有线充电相差无几，前景指日可待。

据了解，目前已有许多汽车大厂与各产官学单位合作，卡位车载磁共振、磁感应无线充电市场。以磁共振无线充电方案为例，丰田汽车(Toyota)、三菱(Mitsubishi)、奥迪(Audi)、Delphi等车厂及汽车电子供应商，皆积极与美国无线充电技术公司Witricity合作，欧美地区亦有许多计划正在如火如荼进行，包括SPX与通用汽车(General Motors)、eCoupled 与Telsa等。

此外，2013年8月，南韩亦宣布采用磁共振技术的「充电马路」建置完成，电动公车行走于上即可充电，在在为电动车磁共振无线充电技术的发展注入一剂强心针。

磁感应技术阵营的各式合作案亦多方展开，如西门子(Siemens)与宝马(BMW)、Conductix-Wampfler与戴姆勒(Daimler)正积极合作开发电动车无线充电系统，裕隆日产(Nissan)汽车则预计于今年正式推出3.3kW的磁感应式电动车用无线充电系统。

另一值得关注的厂商则是高通(Qualcomm)，该公司不仅积极发展小型电子产品的无线充电技术，亦收购车载无线充电技术供应商HaloIPT，且正与Drayson Racing合作开发赛车用行进间无线充电技术，积极卡位磁感应式车载无线充电领域。

江朝文指出，目前车载无线充电技术须要面临的挑战包含开发异物侦测、线圈定位等技术，最重要的是，车载无线充电的标准化制定工作势必须加快脚步。据悉，目前汽车工程师学会(Society of Automotive Engineer, SAE)针对轻型电动车(3.5吨以下)充电标准草案J2954第28版已在2014年4月出炉，未来车载无线充电运行频率已大致抵定为85kHz。

值得注意的是，虽然磁感应、磁共振方案皆可发展至中高功率，但由于磁共振方案能提供使用者较好的使用者经验，因此包括PMA及WPC两大拥戴磁感应技术的标准阵营，皆正积极发展磁共振技术，未来该方案更可望成为市场主流；而为了优化磁共振方案的电源管理机制，晶片商正积极开发蓝牙通讯功能整合无线充电的方案。

强化磁共振通讯机制蓝牙无线充电夯

图7博通手机平台部门产品行销总监Reinier H.M. Van der Lee透露，不少晶片商正积极发展蓝牙整合无线充电的方案。

博通(Broadcom)手机平台部门产品行销总监Reinier H.M. Van der Lee(图7)表示，根据研究机构IHS在2014年3月发布的资料来看，紧密耦合(Tightly Coupled)/磁感应与松散耦合(Loosely Coupled)/磁共振无线充电方案的市占率，在2016年将会来到黄金交叉点；也就是说，磁共振方案最终将成为无线充电领域的主流技术。

Van der Lee进一步表示，磁共振方案会胜出的原因不外乎是能提供Rx与Tx之间的自由空间(Spatial Freedom)；不过如此一来，当多个待充物同处一充电范围内时，Tx要如何了解不同Rx之间实际的电力需求并进行反馈，便成了一大问题。因此，A4WP已选定蓝牙低功耗(BLE)做为Rezence技术的通讯机制。

事实上，A4WP系在考量功耗、成本、市场成熟度等三方面后，最终在众多无线通讯技术中选择蓝牙做为通讯机制。Van der Lee进一步解释，以市场发展而言，蓝牙不仅已原生支援Android、iOS及Windows作业系统，且目前众多行动装置皆已内建蓝牙低功耗功能，高市占率已促使蓝牙晶片成本下降；以技术面来看，蓝牙功能可实现双向(Bi-directional)沟通，因此当多种待充物位处同一Tx端涵盖的充电范围时，Rx端可藉由蓝牙技术彼此沟通实际充电需求、决定优先顺序，此外，蓝牙技术亦能进一步实现行动装置小额支付、定位功能与无线充电结合的愿景。

Van der Lee指出，目前蓝牙无线充电设计方案约可分为两大类。其一为无线充电电源管理单元(PMU)加上蓝牙的单晶片方案，这种架构设计简单，因此较适用于行动装置配件(Accessory)，如手机背壳；另一种则是直接在主机板(Motherboard)主控端(Host)的中央处理器(CPU)和电源管理IC(PMIC)介面上，使无线充电PMU、无线区域网路(Wi-Fi)与蓝牙的组合(Combo)晶片与之相连，这种设计可以让系统有较佳的热性能(Thermal Performance)。

Van der Lee透露，目前已有不少晶片商正在积极发展整合无线充电功能的蓝牙Smart单

晶片方案，包括博通、Nordic等晶片商皆已发布相关产品。

不过，在磁共振及中功率无线充电技术发展成熟以前，无庸置疑地，低功率磁感应方案仍是目前的市场主流，无线充电市场势将持续蓬勃发展。根据IHS市场调查报告指出，2015年无线充电市场规模将是2014年的两倍以上，足见其发展潜力。如此庞大的商机，也带起无线充电产品的量测及验证需求。

图8罗德史瓦兹亚太区工程与应用科技资深工程师黄俊雄指出，整合多种量测功能的多合一示波器，可加速无线充电系统的量测流程。

罗德史瓦兹(R&S)亚太区工程与应用科技资深工程师黄俊雄(图8)表示，无线充电量测项目包含射频场(RF Field)、系统控制、电源量测与电磁干扰(EMI)等，通常需要许多测试仪器方能满足所有的量测需求。

黄俊雄建议，为了简化无线充电量测过程，开发商可选用同时整合逻辑分析、频谱分析、波形分析、协议分析等功能的多合一示波器，加快量测流程。即使日后要量测中高功率无线充电系统，也只须更动量测探棒的电阻抗即可，可大幅简化无线充电的量测挑战。

磁共振(磁谐振耦合)无线充电技术鼻祖级文章-英文原文

Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances André Kurs,1* Aristeidis Karalis,2 Robert Moffatt,1 J. D. Joannopoulos,1 Peter Fisher,3Marin Solja?i?1 1Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA. 2Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA. 3Department of Physics and Laboratory for Nuclear Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA. *To whom correspondence should be addressed. E-mail: akurs@https://www.sodocs.net/doc/2313640151.html, Using self-resonant coils in a strongly coupled regime, we experimentally demonstrate efficient non-radiative power transfer over distances of up to eight times the radius of the coils. We demonstrate the ability to transfer 60W with approximately 40% efficiency over distances in excess of two meters. We present a quantitative model describing the power transfer which matches the experimental results to within 5%. We discuss practical applicability and suggest directions for further studies. At first glance, such power transfer is reminiscent of the usual magnetic induction (10); however, note that the usual non- resonant induction is very inefficient for mid-range applications. Overview of the formalism. Efficient mid-range power transfer occurs in particular regions of the parameter space describing resonant objects strongly coupled to one another. Using coupled-mode theory to describe this physical system (11), we obtain the following set of linear equations In the early 20th century, before the electrical-wire grid, Nikola Tesla (1) devoted much effort towards schemes to a&m(t)=(iωm-Γm)a m(t)+∑iκmn a n(t)+F m(t) n≠m (1) transport power wirelessly. However, typical embodiments (e.g. Tesla coils) involved undesirably large electric fields. During the past decade, society has witnessed a dramatic surge of use of autonomous electronic devices (laptops, cell- phones, robots, PDAs, etc.) As a consequence, interest in wireless power has re-emerged (2–4). Radiative transfer (5), while perfectly suitable for transferring information, poses a number of difficulties for power transfer applications: the efficiency of power transfer is very low if the radiation is omnidirectional, and requires an uninterrupted line of sight and sophisticated tracking mechanisms if radiation is unidirectional. A recent theoretical paper (6) presented a detailed analysis of the feasibility of using resonant objects coupled through the tails of their non-radiative fields for mid- range energy transfer (7). Intuitively, two resonant objects of the same resonant frequency tend to exchange energy efficiently, while interacting weakly with extraneous off- resonant objects. In systems of coupled resonances (e.g. acoustic, electro-magnetic, magnetic, nuclear, etc.), there is often a general “strongly coupled” regime of operation (8). If one can operate in that regime in a given system, the energy transfer is expected to be very efficient. Mid-range power transfer implemented this way can be nearly omnidirectional and efficient, irrespective of the geometry of the surrounding space, and with low interference and losses into environmental objects (6). Considerations above apply irrespective of the physical nature of the resonances. In the current work, we focus on one particular physical embodiment: magnetic resonances (9). Magnetic resonances are particularly suitable for everyday applications because most of the common materials do not interact with magnetic fields, so interactions with environmental objects are suppressed even further. We were able to identify the strongly coupled regime in the system of two coupled magnetic resonances, by exploring non-radiative (near-field) magnetic resonant induction at MHzfrequencies. where the indices denote the different resonant objects. The variables a m(t) are defined so that the energy contained in object m is |a m(t)|2, ωm is the resonant frequency of that isolated object, and Γm is its intrinsic decay rate (e.g. due to absorption and radiated losses), so that in this framework an uncoupled and undriven oscillator with parameters ω0 and Γ0 would evolve in time as exp(iω0t –Γ0t). The κmn= κnm are coupling coefficients between the resonant objects indicated by the subscripts, and F m(t) are driving terms. We limit the treatment to the case of two objects, denoted by source and device, such that the source (identified by the subscript S) is driven externally at a constant frequency, and the two objects have a coupling coefficient κ. Work is extracted from the device (subscript D) by means of a load (subscript W) which acts as a circuit resistance connected to the device, and has the effect of contributing an additional term ΓW to the unloaded device object's decay rate ΓD. The overall decay rate at the device is therefore Γ'D= ΓD+ ΓW. The work extracted is determined by the power dissipated in the load, i.e. 2ΓW|a D(t)|2. Maximizing the efficiency η of the transfer with respect to the loading ΓW, given Eq. 1, is equivalent to solving an impedance matching problem. One finds that the scheme works best when the source and the device are resonant, in which case the efficiency is The efficiency is maximized when ΓW/ΓD= (1 + κ2/ΓSΓD)1/2. It is easy to show that the key to efficient energy transfer is to have κ2/ΓSΓD> 1. This is commonly referred to as the strong coupling regime. Resonance plays an essential role in this

关于无线充电技术方案实现的几点建议

关于无线充电技术方案实现的几点建议 一般见到的无线充电，运用的是电流磁效应和电磁感应的原理。1819 年，丹麦科学家厄斯特观察到一段导线上如果通有电流，四周将会产生磁场，可以让指北针偏转。后人则进一步发现，将导线围成环状，甚至绕成线圈，产生的磁场将会更强、更集中，这称为电流磁效应。 至于电磁感应，则是在1831 年由法拉第发现的。让一块磁铁或其他的磁场来源靠近一段没有电流的线圈，线圈上就会产生感应电流，称为电磁感应。值得注意的是，电磁感应的成立要点是磁场要有变化，例如磁铁愈来愈靠近(愈来愈远离其实也可以)。外加磁场若是一直保持不变，是不会有感应电流的。 总而言之，电流磁效应就是电流的流动在四周产生磁场，电磁感应则是不断变化的外加磁场使线圈产生感应电流。 利用电磁感应来充电 这两种物理现象同时运用，就可以进行无线充电。目前的无线充电设备，都包含一个充电座，里面其实正是线圈。将充电座接到家用插头后，线圈周围会因为电流磁效应而产生磁场。要充电的电子产品，里面也都有一个线圈，当它靠近充电座时，充电座的磁场将透过电磁感应，在电子产品的线圈上产生感应电流。感应电流导引到电池，就完成了充电座和电子产品间的无线充电。 你可能会问，磁场不是要改变才能有电磁感应吗?可是充电座与充电的对象距离却始终保持不变，这样为何会有电磁感应呢?原来，家用插座中流出的电是交流电，也就是说电流的方向不断的交替变化，一会儿顺着流，一会儿反着流。正因为如此，充电座线圈产生的磁场随之不断在变换方向，并非保持不变，符合电磁感应的要件。 近来愈来愈多智慧型手机、平板电脑开始提供无线充电的功能，但是不幸的是，它们充电

无线充电器原理

无线充电系统设计原理与实作 作者：富达通科技ART 到了2011年初，无线充电技术经过数年的推广 与演进后开始受到各界瞩目。无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电，其方便性可以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品；因为有商机才会有厂商愿意投入相关产品开发，目前可以知道非常多知名品牌厂商已经将无线充电这个功能列入新一代的产品的规格之一。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述，所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术，距离1mm 到数公尺都是一样是无线，供电端与受电端交互作用就称感应，所以无线充电是广义的名词没有一定的规格。 原理简单,实作困难 无线充电的方法在实验阶段有开发出很多方法，但目前唯一有机会量产商品化为线圈感应式。线圈感应式的原理很简单，是百年前就被发现物理现象，但过去长久以来这样的线圈感应只运用在绕线式的变压器中。早期就有人发现将绕线式的变压器的将“E”型铁心绕线后对向紧贴后接上市电就可以感应传电，但距离略为分开后感应效果就消失，这是因为在市电60Hz 下，电磁波传递会随着距离增加能量快速衰退。在现今的应用中，由于装置本身需要有外壳包装，发射端加上接收端的外壳厚度至少从3mm 起算，早期电动牙刷产品开发时就发现当距离拉开后需要将线圈上的操作频率提高才能让电力能传送的更远；在电磁波中有一个特性，就是频率越高的电磁波可以传送比较长的距离后能量衰减较低。后来RFID 应用开始发展，主要就规划的三个频段LF 低频(125~135KHz)、HF 高频(13.56MHz)、UHF 超高频(860~960MHz)可以使用，而这些频段也造就了目前无线电力系统在设计之初频率采用的参考点。早在10年前电动牙刷的无线充电就已经上市，当时的传送功率小、充电时间长，在现在的智能手持装置的耗电状况来看，当时的充电能量不敷使用所以10年来还无法实用化。但这几年来发展出新的技术可用较高的“共振”接收效率运作方式，由于这个技术较新所以各界的说法很多，但都是有一个很重要的特性，就是接收线圈上都会有配置电容来构成一个具有频率特性的接收天线，在特定的频率下可以得到较大的功率移转。这部份就跟早期的电磁感应不同，当距离拉开后依然就可以得到良好的电力传送效果。共振的原理非常简单，就跟钢琴调音师一样放不同水量的玻璃杯，在精准的调音下可以将某个玻璃杯透过共振将其振碎；但其它的文章都没有提到，若是没有经过专业钢琴调音师训练的一般人，可能永远也调不出可以让玻璃杯振碎的频率！这就是原理简单、实作困难。

突破充电效率距离限制 无线充电迈向中功率磁共振

中功率及磁共振无线充电发展加温。WPC、A4WP、PMA三大无线充电标准阵营，皆已计划在今年发布充电功率达15～30瓦的无线充电新规格，并加紧投入磁共振技术研究，可望提升无线充电效率，并突破目前磁感应技术距离受限的桎梏。 中功率与磁共振无线充电行情看俏。为了让小型电子产品以外的装置亦能享有无线充电功能，三大无线充电技术标准阵营正殚精竭虑发展中高功率无线充电标准，期能夺得市场先机；其中，又以电力事业联盟(PMA)动态最受瞩目。 随着无线充电技术朝中功率及磁共振方向演进，无线充电联盟(WPC)运行频段干扰问题已逐渐浮上台面，成为其日后发展的隐忧；反观PMA在与无线电力联盟(A4WP)结盟后，已同时握有磁共振及磁感应技术，加上其未来更拟采用传输距离更远的无线区域网路(Wi-Fi)做为通讯机制，因而更加受到市场瞩目。 兼具磁共振/磁感应技术PMA壮大无线充电势力 图1UL检测事业部亚太区事业发展经理陈立闵认为，PMA已同时握有成熟的磁感应和磁共振技术，可望成为三大联盟中的最后赢家。 UL检测事业部亚太区事业发展经理陈立闵(图1)表示，若以消费者体验做为最终考量，无线充电势必走向磁共振应用方案，因此原本专注于磁感应技术的WPC及PMA已积极研拟相关标准；不过，WPC选错频段的结果可能使其最终错失市场商机。 陈立闵分析，WPC的Qi标准运行于110k?205kHz，与多种应用频段重叠，为了避免日后严重的频率干扰问题，及为往后的中高功率磁共振技术发展铺路，WPC正在讨论更换运行频段及通讯协定(Protocol)的可能性，不过一旦更动运行频段及晶片通讯协定，新旧晶片方案间的相容性将成一大疑虑。 这项浩大工程不仅让WPC进退维谷，亦让内部成员及外界对WPC未来发展打上问号。另外，WPC成员中应用商少、晶片供应商多，比例失衡的结果，也让Qi的应用市场难以快速扩张，因此近来其会员增长的速度已愈来愈缓慢。 陈立闵表示，反观PMA，在2014年初已与A4WP签署合作协议；表面上看来是平等的合作关系，然事实上，A4WP之创始成员三星(Samsung)已将其无线充电技术捐赠予正积极发展磁共振技术的PMA，加上微软(Microsoft)、威瑞森(Verizon)等其他联盟的要角纷纷于近日宣布加入该阵营，让PMA气势如虹。 PMA因有美国联邦通讯委员会(FCC)的协助，一开始就选用了200M?400MHz的冷门频

无线充电系统设计方案

电源招聘专家 无线充电系统设计方案 无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电，其方便性可以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品；因为有商机才会有厂商愿意投入相关产品开发，目前可以知道非常多知名品牌厂商已经将无线充电这个功能列入新一代的产品的规格之一。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述，所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术，距离1mm到数公尺都是一样是无线，供电端与受电端交互作用就称感应，所以无线充电是广义的名词没有一定的规格。 原理简单·实作困难 无线充电的方法在实验阶段有开发出很多方法，但目前唯一有机会量产商品化为线圈感应式。线圈感应式的原理很简单，是百年前就被发现物理现象，但过去长久以来这样的线圈感应只运用在绕线式的变压器中。早期就有人发现将绕线式的变压器的将“E”型铁心绕线后对向紧贴后接上市电就可以感应传电，但距离略为分开后感应效果就消失，这是因为在市电60Hz下，电磁波传递会随着距离增加能量快速衰退。 在现今的应用中，由于装置本身需要有外壳包装，发射端加上接收端的外壳厚度至少从3mm 起算，早期电动牙刷产品开发时就发现当距离拉开后需要将线圈上的操作频率提高才能让电力能传送的更远；在电磁波中有一个特性，就是频率越高的电磁波可以传送比较长的距离后能量衰减较低。 后来rfid应用开始发展，主要就规划的三个频段LF低频(125~135KHz)、HF高频(13.56MHz)、UHF超高频(860~960MHz)可以使用，而这些频段也造就了目前无线电力系统在设计之初频率采用的参考点。早在10年前电动牙刷的无线充电就已经上市，当时的传送功率小、充电时间长，在现在的智能手持装置的耗电状况来看，当时的充电能量不敷使用所以10年来还无法实用化。但这几年来发展出新的技术可用较高的“共振”接收效率运作方式，由于这个技术较新所以各界的说法很多，但都是有一个很重要的特性，就是接收线圈上都会有配置电容来构成一个具有频率特性的接收天线，在特定的频率下可以得到较大的功率移转。这部份就跟早期的电磁感应不同，当距离拉开后依然就可以得到良好的电力传送效果。共振的原理非常简单，就跟钢琴调音师一样放不同水量的玻璃杯，在精准的调音下可以将某个玻璃杯透过共振将其振碎；但其它的文章都没有提到，若是没有经过专业钢琴调音师训练的一般人，可能永远也调不出可以让玻璃杯振碎的频率！这就是原理简单、实作困难。

无线充电基本知识

针对新手一般会问的13个问题： 1> 无线充电到底是什么情况，怎么实现无线充电？ 2> 为什么需要无线充电？ 3> 是什么原理，什么技术？ 4> 无线充电效率可以达到多少，充电有多快，有没有辐射？ 5> 有什么要求，是否需要过什么标准或认证？ 6> 所有手机都能充吗，有哪些手机可以充？ 7> 无线充电器的构成？ 8> 无线充电器的成本和价格怎么样？ 9> 产业链情况，有哪些好一点的厂家？ 10>国内外发展情况怎么样？ 11>除了手机，还有哪些地方可以用起来？ 12>未来什么时候可以起来？ 13>有哪些机会点？ 1、无线充电到底是什么情况，怎么实现无线充电？ 无线充电是怎么回事，顾名思义就是充电不要插线。类似与WiFi一样，很方便。理论上可以随时随地给手机等电子设备供电。但无线充电暂时还不能像WiFi一样传输那么远的距离，现在成熟的方案只能在10mm以内的距离实现无线充电，一般为3~5mm左右的距离比较好，这类无线充电的技术采用的是磁感应无线充电技术。2015年估计还会有一些新的技术方案会量产，就是磁共振无线充电技术，预计在125px左右的范围可实现无线充电。随着 技术的成熟，预计在未来的2~3年，无线充电的充电距离可以达到10~750px左右，基本 可以满足随时随地自由不受束缚的充电需求。要实现无线充电需要一个发射端和一个接收端。发射端就是无线充电器，接收端就是手机等。在发射端有一个线圈，接收端也需要一个线圈。发射端通过控制板和线圈发射能量，接收端通过控制板和线圈接收能量，这样就可以实现无线充电。如下图的三星手机和自由充科技的无线充电移动电源充电情况，手机放在无线充电

无线充电器技术及原理简介

无线充电器技术原理简介 无线充电技术利用了电磁波感应原理，及相关的交流感应技术，在发送和接收端用相应的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术，用户只需要将充电设备放在一个“平板”上即可进行充电，这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上，但是当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。无线充电器技术原理构图如图2所示 最初由英国一家公司发明了一种新型无线充电器，它看上去就像一块塑料鼠标垫，这个“鼠标垫”里装有密集的小型线圈阵列，可产生磁场，将能量传输给装有专用接收线圈的电子设备，进行充电。接收线圈由磁性合金绕以电线制成，大小和形状都与口香糖相似，可以很方便地贴在电子设备上。将手机等放在垫上就能充电，并能同时给多个设备充电。 无线充电技术此前已经出现，但这项新发明更为方便实用。手机等设备只要贴上接收线圈，放置在“鼠标垫”上的任一位置都可充电，不像以前的一些技术那样需要精确定位。几个设备同时放在垫子上，可以同时进行充电。充电器产生的磁场很弱，能够给设备充电但不会影响附近的信用卡、录像带等利用磁性记录数据的物品。 电磁感应无线输电技术(无线充电技术) 电磁感应无线输电技术已经在诸如电动牙刷等小功率产品上获得了应用,但更大功率的传输目前还不现实。Intel日前则在会场上演示了无线公供电驱动一枚60W电灯泡。该项研究是由Intel西雅图实验室的Joshua R. Smith领导的,部分技术基于麻省理工学院物理学家Marin Soljacic的研究。可以在一米距离内无线给60W灯泡提供电力,效率高达75%。Intel 首席技术官Justin Rattner表示,未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA等电器放在桌上就能够立即供电。

无线充电技术介绍

无线充电技术介绍 支持无线充电的智能手机从2011年夏季前后开始上市。任何厂商的任何机型均可使用的“Qi”规格将成为全球标准。停车即可充电的EV（电动汽车）用充电系统也在推进研发。 无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无线电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域。 NTT DoCoMo在2011年夏季以后陆续上市了多款支持无线充电的智能手机和充电座。这些手机无需在手机上插上充电线缆，只需放臵在充电座上即可为电池充电。今后NTT DoCoMo将在电影院、餐厅、酒店、机场休息室等公共场所设臵充电座，便于用户在外出时使用。 软银移动也预定2012年1月上市支持无线充电的智能手机。KDDI正在开发车载式智能手机的无线充电座。 未来无线充电的应用范围将有望扩大到EV的充电系统。 目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”，以松下、韩国三星电子、英国索尼爱立信、芬兰诺基亚、电装为首，许多国家的家电厂商和汽车厂商都相继加盟了WPC。 无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。 19世纪发现的物理现象 电磁感应方式采用了19世纪上半期发现的物理现象。众所周知，电流流过线圈时，周围会产生磁场。1820年，丹麦物理学家汉斯〃奥斯特（Hans Oersted）

发现了这种电磁效应。 用没有通电的其他线圈接近该磁场，线圈中就会产生电流，由此点亮灯泡。1831年，英国物理学家迈克尔〃法拉第（Michael Faraday）发现了这个可从线圈向线圈供电的物理现象，并称之为电磁感应现象。 无线充电使用的充电座和终端分别内臵了线圈，使二者靠近便开始从充电座向

无线充电器原理图

灵感来源：…… 目的：…… 无线充电麦克风的电路原理 简单实用的无线传能充电器，通过线圈将电能以无线方式传输给电池。只需把电池和接收设备放在充电平台上即可对其进行充电。 1 无线充电器原理与结构 无线充电器系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。如图1所示，系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，经过无线充电器电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。通过2个电感线圈耦合能量，次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。 2 无线充电器发射电路模块 如图3，无线充电器主振电路采用2 MHz有源晶振作为振荡器。有源晶振输出的方波，经过二阶低通滤波器滤除高次谐波，得到稳定的正弦波输出，经三极管13003及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去．为接收部分提供能量。 测得与电容组成的并联谐振回路的空芯耦合线圈的线径为O．5 mm，直径为7 cm，电感为47 uH，载波频率为2 MHz。根据并联谐振公式得匹配电容C约为140 pF。因而．无线充电器发射部分采用2MHz有源晶振产生与谐振频率接近的能源载波频率。

目前所需做的工作 1 电路的识别，各分块电路的整体把握 2 关键概念和公式的理解与应用 3 整个装置的设置，这是难点也是难点，但是做好1，2就应该没问题 4 成品的制作，这个先不着急，有时间就做

5 任务的分配，123是需要整个小组都要参与的，而前期的准备要分人尽快完成 6 现在你就请老师看一下，这个基本电路是否可行，行我们就继续研究。要想自己设计出电路，难度比较大，我们可以利用别人的电路，来运用到我们的发明上来，我们做一个资源的整合。 附录：废电池的坏处 废电池的坏处主要有：废电池里边含有汞、镉等等重金属，它们释放到大自然里会对环境造成很严重的危险。 废电池的危害：废弃在自然界电池中的汞会慢慢从电池中溢出来，进入土壤或水源，再通过农作物进入人体，损伤人的肾脏。在微生物的作用下，无机汞可以转化成甲基汞，聚集在鱼类的身体里，人食用了这种鱼后，甲基汞会进入人的大脑细胞，使人的神经系统受到严重破坏，重者会发疯致死。著名的日本水俣病就是甲基汞所致。镉渗出污染土地和水体，最终进入人体使人的肝和肾受损，也会引起骨质松软，重者造成骨骼变形。汽车废电池中含有酸和重金属铅泄漏到自然界可引起土壤和水源污染，最终对人造成危害。 废电池污染及其处理已经成为目前社会最为关注的环保焦点之一。国家环保总局科技标准司有关人士认为，随着我国电池的种类、生产量和使用量的不断扩大，废旧电池的数量和种类也在不断增加。废旧电池含有汞、铅、镉、镍等重金属及酸、碱等电解质溶液，对人体及生态环境有不同程度的危害。据了解，其中对人体健康和生态环境危害较大、列入危险废物控制名录的废电池主要有：含汞电池，主要是氧化汞电池；铅酸蓄电池；含镉电池，主要是镍镉电池。 湖南省动力化学电源工程技术研究中心杨毅夫博士告诉笔者，尽管我国一些大型电池生产企业已经开始生产无汞电池，但是大量中小企业生产的仍然是含汞电池，因其价格便宜，应用面广，销售量相当大。铅酸蓄电池主要应用在汽车、电动自行车、通讯备用电源和应急电源等方面。而镍镉电池则普遍用于手机、电动工具、电动玩具等方面，是一种可充电电池。 有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。在对自然环境威胁最大的几种物质中，电池里就包含了汞、铅、镉等多种，若将废旧电池

2018年电子设计竞赛无线充电小车报告

参赛队代码： 2018年天津市大学生电子设计竞赛(TI杯) 设计报告封纸

摘要 本作品主要包括无线充电装置、无线充电电动车和超级电容储能装置。首先先将5V的直流电经过LC自激振荡电路逆变成高频800kHz的交流电，然后在一次侧，通过ATmega16单片机控制舵机动作隔离副边电路，此时继电器常闭触点动作，电容不充电，按下按键继电器恢复，同时定时1分钟,交流电经过发射线圈向接收线圈传递能量，通过磁耦合谐振式无线电能传输方式，接收线圈与接收线圈发生谐振耦合，将电能转换成磁场能量进行传输，从一次侧传送到二次侧的能量经过全桥整流环节后供给超级电容储能，定时结束后继电器动作，发射线圈停止向接收线圈传递能量，同时舵机动作,使得副边电路接通，小车立即启动。通过测试，小车可满足全部要求。 关键词：LC自激振荡逆变；磁感应谐振式无线传能；全桥整流；超级电容

无线充电电动小车（C题） 【本科组】 一、系统方案 本系统主要由单片机最小系统、谐振逆变电路、超级电容储能电路、单相全桥整流装置、继电器、舵机、电动小车运动装置组成，下面分别论证这几个部分的选择。 1、主控制器件的论证与选择 1.1.1控制器选用 方案一：采用stm32f103系列单片机。主频高，但同时也使它的耗能较高，工作电压2.0V-3.6V。而且主芯片引脚复杂，stm32，适合较复杂算法，不符合本题需求。 方案二：采用以增强型ATmega16内核的AVR系列单片机，AVR单片机其显著的特点为高性能、高速度、低功耗、无需外部晶振，工作电压2.7V-5.5V外围电路简单，非常适合本系统的设计。通过比较，我们选择方案二。 1.1.2控制系统方案选择 方案一：PCB印刷电路板—自制印刷电路耗时耗力，会影响整体进度，不宜采用该方案。 方案二：手工焊电路板—由于需要的电路结构较简单，自己焊能缩短实现周期，通过比较，我们选择方案二。 2、逆变电路的论证与选择 方案一：半桥式电路—具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格；成本比全桥电路低。但电源利用率比较低，损耗大。同时与驱动信号的连接比较麻烦。 方案二：全桥式电路—与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。但使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路复杂，实现同步比较困难。 方案三：LC自激振荡电路—不需要外部控制信号的驱动，能够完全依靠自身实现振荡，因而控制电路极其简单，极大地提高了整个系统的效率。综合以上三种方案，选择方案三。 3、控制系统的论证与选择 1.3.1无线电能传输方式对比 方案一：电磁感应式 传输功率数瓦，传输距离数毫米-数厘米，充电效率80%。适合短距离充电，转换效率较高；但需要特定摆放位置，才能精确充电，金属感应接触会发热[1]；

无线充电基础知识汇总

无线充电基础知识汇总（1-3部分） 【无线充电圈技术分析】 最近碰到很多朋友，想进入或投资无线充电，可以说是无线充电方面的小白，我反复给他们科普和解释了半天。 回来想想以后还会碰到很多类似的情况，干脆整理个文档，需要的发给他们自己回去好好看，力求简洁好懂和内容实在。 也顺便贴在“无线充电圈”平台共享给行业的朋友。 同时也申明一下，很多图片和数据来自网络，敬请谅解！ 新手一般会问的几个问题： 1> 无线充电到底是什么情况，怎么实现无线充电？ 2> 为什么需要无线充电？ 3> 是什么原理，什么技术？ 4> 无线充电效率可以达到多少，充电有多快，有没有辐射？ 5> 有什么要求，是否需要过什么标准或认证？ 6> 所有手机都能充吗，有哪些手机可以充？ 7> 无线充电器的构成？ 8> 无线充电器的成本和价格怎么样？

9> 产业链情况，有哪些好一点的厂家？ 10>国内外发展情况怎么样？ 11>除了手机，还有哪些地方可以用起来？ 12>未来什么时候可以起来？ 13>有哪些机会点？ 我根据这13个问题来一一解释。 一、无线充电到底是什么情况，怎么实现无线充电？ 无线充电是怎么回事，顾名思义就是充电不要插线。类似与WiFi一样，很方便。理论上可以随时随地给手机等电子设备供电。 但无线充电暂时还不能像WiFi一样传输那么远的距离，现在成熟的方案只能在10mm以内的距离实现无线充电，一般为3~5mm左右的距离比较好，这类无线充电的技术采用的是磁感应无线充电技术。 2014年估计还会有一些新的技术方案会推出来，就是磁共振无线充电技术，预计在5cm左右的范围可实现无线充电。 随着技术的成熟，预计在未来的2~3年，无线充电的充电距离可以达到10~30cm左右，基本可以满足随时随地自由不受束缚的充电需求。 要实现无线充电需要一个发射端和一个接收端。 发射端就是无线充电器，接收端就是手机等。在发射端有一个线圈，接收端也需要一个线圈。发射端通过控制板和线圈发射能量，接收端通过控制板和线圈接收能量，这样就可以实现无线充电。

无线充电器的设计

引言 §1.1 无线充电技术的背景 随着智能手机、数码相机以及平板电脑等移动电子产品在人们生活中的广泛应用，内置锂电池续航短问题日益凸显，在这种情况下，无线充电技术应运而生。有研究指出，全球无线充电技术将于2017年形成一个70亿美元的市场。 据了解，无线充电技术来源于日本。日本富士通公司2010年9月宣布其研究出了新的无线充电技术，可实现在距离充电器几米远的地方进行无线充电。而所谓的无线充电技术，即不用通过电源线和电缆等一切外接设备，就可给电子设备充电。其原理是利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振，实现电能高效传输的技术。 综观目前的电子市场，锂电池等电子产品用电池在技术上迟迟没有取得新的突破，导致电池根本满足不了用户的用电需求。而目前出现的移动电源充电器在给电子产品充电时也需要数据线。而且移动电源容量有限，并不能从根本上解决用户移动用电的需求。无线充电技术的出现，或可解决移动电子产品的充电难题。据了解，目前在北美，大批通过近距离无线充电技术解决智能手机充电难题的创业公司开始出现。而随着无线充电网点的完善，无线充电技术有望得到更广泛的应用[1]。 §1.2 无线充电技术的先驱 根据报道和网络检索，世界上各个国家已经投入到这个领域的研究当中[2]。 Palm︱美国 Palm公司是美国老牌智能手机厂商，它最早将无线充电应用在手机上。它推出的充电设备“触摸石”，就可以利用电磁感应原理无线为手机充电。 海尔︱中国 海尔推出的概念性“无尾电视”，不需要电源线、信号线和网线。海尔称该产品采用了与麻省理工学院合作的无线电力传输技术。 Powermat︱美国 目前Powermat 推出的充电板有桌面式和便携式等多种，主要由底座和无线接收器组成，售价在100美元左右。 劲量︱美国

简易无线充电装置的理论分析

简易无线充电装置的理论分析 摘要： 随着无线传输技术的进一步发展，无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无线电话等部分家电产品中实用化，扔掉电源线，给自己的智能手机进行无线充电也已经成为现实。本文通过对无线输电的原理进行学习，探究现有各种无线输电方案的优劣，以及其应用于智能手机无线充电的发展前景,学习无线充电的行业标准。 关键词：无线充电原理装置 正文： 一、无线输电发展历史 以无线的方式传输电能，其实是一项非常古老的技术，它可以追溯到人类开始拥有电力的19 世纪。当时对于电力的传送有两种思路，一种是以爱迪生为代表的有线派，即架设线缆用于电力的远距离传输，这种方案成熟可靠，缺点是工程量巨大，并且成本高昂。还有一种就是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla，世界上第一台交流电发电机的发明者)在19 世纪末提出的无线传输方式，特斯拉当时构想通过电磁感应的方式，让电能以大地和天空电离层为介质进行低损耗的传送。这项实验据说获得成功，但是因政治和经济因素被中止。无线传输技术后来只是被用于电信号发送领域，也就是信息的交流，远距离能量传输从来都没有进入实用化，虽然它在物理学上是完全可行的。 直到一百年后的今天，这种局面才获得改变。在电动牙刷、剃须刀等不少低功率的日用家电产品中，我们看到了非接触式无线充电技术的应用，给用户带来相当的便利。随着无源式RFID 电子标签的实用化和无线网络技术的大发展，诸如隔空点亮灯泡的无线供电实验也屡见报端，这一切都点亮了人们对“无线”未来生活的无限憧憬，科学界也不遗余力地朝着这个方向努力。 2001 年 5 月，国际无线电力传输技术会议在印度洋上的法属留尼汪岛(Reunion Island,France)召开，法国国家科学研究中心的皮格努莱特(G. Pignolet)作了一个公开实验：他

基于磁共振的电子设备非接触式便捷充电系统的研究

基于磁共振的电子设备非接触式便捷充电系统的研究(Based on magnetic resonance of electronic equipment non-contact charging system research) 一、立项依据 (一）现状与背景分析 现状分析: 传统的供电方式需要导线将电源和设备连接起来，在户外及环境恶劣的场合，这种供电方式存在弊端，例如易受天气的影响、接触及碳积会引起火花等。而采用非接触的方式供电具有方便、安全、可靠等优点。非接触式电能传输不需要引线，在一些特殊场合得到了应用例如户外、水下、矿井、材料处理、生物医疗及移动负载等。例如，给一些封闭式的东西充电，由于不再好打开其封装，所以非接触式充电正好可以解决这个问题。 无线鼠标已经得到了广泛应用，但是其电池使用一直存在着问题。无论是干电池的不断更换还是充电电池的不断充电，都给用户带来了不便，很多人只是买来用了一阵后，因为电池问题又换回了有线鼠标。同时，电池的使用会造成很大的浪费，也给日益脆弱的环境造成了污染。 （二）学术价值： 目前在市面上比较常用的几种无线充电技术中，大约有四种，在目前使用的四种无线充电技术中，电感耦合在价值链中应用最为广泛，其它几种技术包括传导、近场磁阻技术和远场磁共振。我们在这里主要是针对有USB接口的电子设备实现基于磁共振的非接触式便捷充电的研究。 1、对磁共振无线充电技术进行深刻的实践。 2、利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振。 3、在鼠标上做一个标准大小的USB端口，另外做一个有接受装置的USB插头，这样就能实现电能的无线传输了，类似的，插在电子设备USB接口的接收器能够将接收到传输过来的电荷，将电能作用于所接的负载，也能够实现普遍的电子设备的无线充电。 4、这一系统对处在充电场的人完全无害，因为电量只在以同一频率共振的线圈之间传输。如果在日常生活中各种电子设备里普及的话，会给人们的生活带来很多的便利。

IDT基于磁感应和磁共振技术的无线充电解决方案

IDT基于磁感应和磁共振技术的无线充电解决方案 对于消费类市场，磁感应(Magnetic Induction，简称MI)或磁共振(Magnetic Resonant，简称MR)都是备选方案。无论消费市场朝哪个方向发展，一个已知的事实是，无线充电必将得到采用。在手机提供商的主要推动下，无线充电将开始向手机生态系统市场渗透。拥有强大生态系统的计算领域将紧随其后，使无线充电技术的采用进入下一个增长阶段。之后，无线电源技术很有可能扩展到支持手机和计算解决方案的基础设施中。未来的架构和解决方案中怎样运用无线电源技术，上述应用将仅仅是一个开端。 就磁感应技术而言，主要有两个流行标准：无线充电联盟(Wireless Power Consortium，简称WPC)和电源事务联盟(Power Matters Alliance，简称PMA)。这两个标准都相当成熟，很多产品已经用在消费市场了。无线电源联盟(Alliance for Wireless Power，简称A4WP)是第一个基于磁共振技术的标准。这些标准和解决方案都引起了一些疑问，例如，无线电源技术将向哪个方向发展?采用哪些解决方案是最好的? 移动设备 便利性是促使消费移动解决方案最先采用无线技术的关键因素之一。手机、平板电脑、媒体播放器、移动电视等不同的移动设备需要不同接口连接器的各种适配器，这意味着为了给移动设备充电，人们需要携带

很多不同的连接器和适配器。拥有强大的支持性基础设施和生态系统的通用无线适配器，可以解决这些需求。在汽车、咖啡店、图书馆、餐馆、火车、飞机、办公室中提供无线充电，将满足人们所需的便利性。 图1：无线充电器系统：发送器和接收器方框图