介绍无线充电的三大标准和四种实现方法

传统的充电方法需要使用电缆来连接电路和终端设备，这在一定程度上限制了终端设备的设计，并损害了安全性和灵活性. 如今，无线充电技术使终端设备充电器和充电器等所有链路都摆脱了电路的限制，实现了电器和电源的完全隔离. 如今，随着科学技术的飞速发展，无线充电技术已开始在各个领域得到探索和应用，显示出广阔的发展前景. 让我们了解当今无线充电的三个主要标准和四种实现方法.

主流无线充电标准有: Qi标准，PMA标准，A4WP标准

Qi标准: Qi标准是由源联盟（WPC，成立于2008年）推出的无线充电标准，这是世界上第一个推广无线充电技术的标准化组织. 它使用了当前最主流的电磁感应技术，并且兼具性别和性的两个主要特征. 只要是带有Qi徽标的产品，就可以使用Qi无线充电器充电. 2017年2月，Apple加入了WPC.

PMA标准: PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的移动电话和电子设备创建源标准，并在无线充电领域处于领先地位. PMA还使用电磁感应原理来实现无线充电. 目前，AT＆T，Google和星巴克已加入PMA联盟.

A4WP: 源标准联盟，于2012年启动，目标是为电子产品（包括电子产品和电动汽车）的无线充电设备建立技术标准和行业对话机制. A4WP利用电磁谐振原理实现无线充电.

源的原理和实现

无线充电使用电磁波感应原理进行充电，类似于变压器. 发射端和接收端都有一个线圈，发射端线圈连接到有线电源以产生电磁信号，接收端线圈在发射端感应电磁信号以产生电流.

2007年6月，以马林·索尔贾西奇（Marin Soljacic）为首的麻省理工学院研究小组首次展示了采用电磁感应原理的灯泡无线供电技术. 它们可以在一米之内以无线方式为60瓦的灯泡供电，电力传输效率高达75％.

研究人员认为电源可以在此范围内对电池进行无线充电，然后推测只需安装一个电源即可为整个房屋供电. 发射线圈的工作频率在兆赫兹范围内，接收线圈在无辐射磁场中谐振，以相同的频率振荡，然后通过磁感应有效地传输电能.

图: 无线充电原理

实现无线充电技术的主要方法有四种: 电磁感应，磁共振，波和电场耦合.

1. 电磁感应式

1890年，物理学家和电气工程师尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）已经进行了力传输实验，并实现了交流电发电. 迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现了电磁感应原理. 当电流通过线圈时，会产生磁场，其他靠近磁场的未通电线圈也会产生电流.

图片: 电磁感应原理

电磁感应充电: 初级线圈中一定频率的交流电通过电磁感应在次级线圈时钟中产生一定电流，从而将能量从发射端传递到接收端. 当前，最常见的充电板解决方案使用电磁感应. 实际上，电磁感应解决方案在技术实现上并没有多少神秘之处. 早在2005年12月，中国国内的比亚迪公司就申请了非接触式感应器. 充电器专利采用电磁感应技术.

电磁感应是目前最成熟，最常见的无线充电技术，其原理有点类似于变压器.

图片: 电动汽车的无线充电原理

2. 磁场共振型

图: 磁场共振法原理

磁共振充电由能量传输装置和能量接收装置组成. 当两个设备调整到相同的频率或以特定的频率谐振时，它们可以彼此交换能量，这正在研究中. 这项技术是由麻省理工学院（MIT）物理学教授马林·索尔贾西奇（Marin Soljacic）领导的研究小组，利用该技术点亮了两米外的60瓦灯泡. 该实验中使用的线圈直径达到50cm，无法实现商品化. 如果要减小线圈尺寸，接收功率自然会减小.

与电磁感应相比，共振的使用可以延长传输距离. 磁共振方法不同于电磁感应方法，线圈之间的位置不需要完全匹配.

3，波类型

波充电: 这是一项相对成熟的技术，类似于早期的矿物. 它主要由微波发射装置和微波接收装置组成，它们可以捕获从墙壁反射回来的波能量. 在保持稳定的直流电压的同时进行调整. 这种方法只需要在墙上的插头上安装一个发射器，并在任何低压产品上都可以安装一个“蚊子”.

整个传输系统包括三部分: 微波源，发射天线和接收天线. 微波源中有一个磁控管，可以控制该源在2.45 GHz频带中输出一定的功率.

图: 波充电

4. 电场耦合类型

电场耦合充电的原理: 电场是通过在垂直方向上耦合两组非对称偶极子来传输功率而产生的. 通常无线充电标准，充电模块由沿垂直方向排列的两个不对称偶极子组成. 这组偶极子由电源部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成. 源模块由这两个不对称偶极子的电场耦合产生的感应电场供电.

电场耦合法大致具有三个特点: ①充电时位置自由，②电极较薄，③电极温度不会升高. 因此，不仅可以提供便利，而且可以降低系统成本. 目前，用于平板电脑终端和电子书等终端无线供电的供电站的试生产已经完成.

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