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        侵權投訴

        國際消費電子展談到的無線充電技術有哪些優勢?

        2019-10-14 07:37 次閱讀

        全球規模最大的消費科技產品交易會之一的國際消費電子展(CES)大幕在美國拉斯維加斯拉開,在智能手機耗電多、電池續航能力差、充電頻繁的應用背景下,使用平板電腦給手機進行無線充電的產品再次成為展會上的一個亮點。基於多方搜集到的資料,本文從不同角度了解無線充電技術的實質、發展歷程、標準化等方面的情況。

        問題1:什麼是無線充電技術?

        答:一般認為,無線充電技術是完全不藉助電線,使電能通過無線方式傳輸,從而為設備充電的一種技術。

        問題2:無線充電技術有哪些優勢?

        答:無線充電技術一旦普及,將使電子產品擺脫插座和線纜的束縛,有助於解決電氣介面不同或充電器不兼容的問題,從而增強便攜性、美觀性以及使用的安全性。例如2012年9月,諾基亞發布的Lumia 920手機就首次引入了內置無線充電功能,受到了眾多用戶的喜愛。另外,無線充電技術還有可能成為應急供電的一項解決方案。如果未來空間太陽能發電能夠商業化運行,那將有可能實現能源的綠色性,解決地球資源的日益枯竭問題。

        問題3:使用無線的形式為設備進行充電的技術的發展歷史是怎樣的?

        答:早在1890年,現代交流電系統的奠基者尼古拉?特斯拉就曾提出無線供電的設想。20世紀20年代中期,日本人H.Yagi論述了不利用導線去點亮電燈的輸電方案。20世紀60-70年代之間,美國雷神公司(Raytheon,美國的大型國防合約商)將這一理念變成現實,將頻率為2.45GHz的微波能量轉換為直流電,並通過不斷改進,使得轉換效率提高到50%以上。2000年以後,國際上逐漸掀起了對無線能量傳輸技術的研究高潮。在2009年、2010年的CES上,至少有三家廠商對外展示了無線充電底座,例如Plam Pre公司的無線充電器、Fulton公司的iPhone充電器以及PowerMat公司的首發充電模塊。2013年的CES上,Fulton公司再次演示了使用平板電腦背部為手機充電的新一代產品。

        問題4:無線充電技術的原理有哪些?各有什麼特點?

        答:無線供電(充電)技術主要有三種實現形式,因此原理也不盡相同,這裡分別簡要介紹。

        形式一:近場耦合式。這一形式通過近場電磁感應實現電能傳輸,是當前工程領域中最為可行的電能傳輸方式,其通過將交變電流在原線圈產生的電磁場耦合到副線圈上,實現無線供電。這種形式傳輸距離非常近(一般小於5mm),主要應用於攜帶型消費電子產品、醫療非接觸式產品、無線充電等。

        形式二:磁場共振式。這一形式通過非輻射磁場內兩線圈的共振效應實現中距離的無線供電(供電距離一般不超過1m)。2007年美國麻省理工大學的Marin Solijacic研究小組應用廣為人知的電磁場近場理論,實現了幾倍於振蕩器尺寸的傳輸距離的、較高效率的電能傳播,並將其命名為「Witricity」技術。試驗中,該小組使用直徑60cm的銅線圈,通過調整發射頻率使其在10MHz左右發生共振,從而點亮了2米外的一盞60W的燈泡。

        形式三:微波輻射式。這一方式通過電波的形式在遠場範圍內採用定向天線或高質量的平行激光束實現遠距離供電(一般認為最遠可實現3.6萬km),在發射端將電能轉化為射頻功率並以可控、低損的方式將其以微波形式輻射出去,在接收端則利用整流天線等裝置將微波能量轉換為直流或交流電能。這一形式主要用於衛星、太陽能發電的傳輸系統等。例如2003年歐盟在非洲的留尼旺島建造了一座10kW的實驗型微波輸電站。

        問題5:我國在無線充電技術方面的研究及規定等方面的情況是怎樣的?

        答:我國對感應式電能傳輸的研究起步較晚。有研究稱,西安石油學院的李宏教授發表一篇關於感應電能傳輸的綜述性文章拉開國內無線電能傳輸研究的序幕。此後,國內各大電子電力研究機構的研究工作深入開展、進步較快。例如:中科院電工所的嚴陸光院士的課題組進行了深入的理論研究,台湾大學2007年研製了可實現0.6-1.0kW的電能輸出的感應電能傳輸裝置等等。另有眾多研究提出將感應能量傳輸技術應用於同步電機、生物醫學、礦井安全等方面。

        我國關於磁場共振式、微波輻射式能量傳輸技術的公開研究資料很少,具體情況有待進一步了解。

        另外,我國無線電管理部門尚未批准無線充電技術的頻率應用。

        問題6:無線充電技術標準化方面的情況是怎樣的?

        答:有研究稱,預計2015年將有超過1億的設備支持這一技術,包括谷歌、三星和LG這些科技大佬都在大力推動自家技術標準,但由於缺乏統一的標準,無線充電技術的產品化進程緩慢。

        據了解,無線充電技術目前共有3大陣營。

        ——電能聯盟(Power Matters Alliance,http://www.powermatters.org/)標準是由Duracell Powermat公司發起的(該公司是由寶潔與無線充電技術公司Powermat合資經營),該標準得到了谷歌、AT&T和星巴克支持。

        ——諾基亞、LG電子等公司採用Qi(寓意是亞洲地區人民較為篤信的「氣」的傳統觀念)標準。Qi是全球首個推動無線充電技術的標準化組織——無線充電聯盟(Wireless Power Consortium,WPC,www.wirelesspowerconsortium.com)推出的「無線充電」標準,具備便捷性和通用性兩大特徵。首先,不同品牌的產品,只要有一個Qi的標識,都可以用Qi無線充電器充電。其次,它攻克了無線充電「通用性」的技術瓶頸,在不久的將來,手機、相機、電腦等產品都可以用Qi無線充電器充電,為無線充電的大規模應用提供可能。2010年9月,無線充電聯盟在台湾宣布將Qi無線充電國際標準率先引入中國,原信息產業部通信電磁兼容質量監督檢驗中心也加入該組織。

        ——三星與其他19家公司則支持 「A4WP」標準。A4WP是無線電能聯盟(Alliance for Wireless Power,www.a4wp.org)推出的標準的簡稱,由美國高通公司、韓國三星公司以及前面提到的Powermat公司共同創建的無線充電聯盟創建。目標是為包括攜帶型電子產品和電動汽車等在內的電子產品無線充電設備設立技術標準和行業對話機制。需要指出,A4WP標準「主攻」磁場共振式無線充電技術。

        問題7:ITU-R關於無線充電技術研究方面的情況是怎樣的?

        答:ITU-R WP1A工作組已經確立了第ITU-R 210-2/1號課題——《無線功率傳輸》,中國將積极參与這項課題的研究,並預計在2013年6月召開的會議上開展相關頻譜工程方面的討論。

        結語:本文力求用最簡潔的語言向讀者介紹無線充電技術的有關情況,相關內容謹供參考。鑒於國際上正在對無線充電技術的有關無線電管理方面的問題進行研究,因此也希望本文對相關國內研究機構有所裨益,並積极參加到ITU-R SG1國內的相關研究中去。(本文作者系國家無線電監測中心無線電管理政策研究室副主任)

        作者:劉斌

        參考文獻:
        [1] 《無線充電技術的三大標準:PLA、Qi和A4WP》,iPhone中文網,2012年11月15日。
        [2] 《近場無線供電技術研究》,中國通信標準化協會課題報告,2011年11月。
        [3]  國際電信聯盟第一研究組WP1A工作組課題計劃書。

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        IP6806-AT1  三合一無線充方案

        鉑陸帝新型戶外儲能電源上市,內置5000Wh大容量電池組

        戶外電源是一種儲能設備,平時將電能存儲在超大電池組內供不便取電的場景使用,不管是隨身攜帶拓展戶外玩法....
        發表於 08-26 09:39 143次 閱讀
        鉑陸帝新型戶外儲能電源上市,內置5000Wh大容量電池組

        有機硅壓敏膠在消費電子行業的應用

        保護膜種類繁多,普通的保護膜結構簡單,沒有功能層,基材及壓敏膠是其最主要的組成。
        發表於 08-25 11:36 158次 閱讀
        有機硅壓敏膠在消費電子行業的應用

        瑞典完成首個實驗性項目:卡車在行駛途中進行無線充電

        電動車在當前推廣普及過程中,具有不少的阻力因素。其中車主最看重的就是電池續航及充電便利性。
        發表於 08-24 12:00 176次 閱讀
        瑞典完成首個實驗性項目:卡車在行駛途中進行無線充電

        無線充電供電技術的詳細資料介紹

        無線充電運用了一種新型的能量傳輸技術——無線供電技術。該技術使充電器擺脫了線路的限制,實現電器和電源....
        發表於 08-24 08:00 161次 閱讀
        無線充電供電技術的詳細資料介紹

        探究小米10至尊紀念版的50W無線秒充功能

        小米10至尊紀念版在小米十周年雷軍公開演講上正式亮相,起售價5299元(8GB+128GB)。
        的頭像 如意 發表於 08-19 13:55 1708次 閱讀
        探究小米10至尊紀念版的50W無線秒充功能

        信維通信無線充電業務處於快速增長通道,具備一體化的優勢

        信維通信披露了公司近期一次投資者調研活動的內容。其中,針對信維通信新業務的技術布局、無線充電業務、L....
        發表於 08-19 13:42 157次 閱讀
        信維通信無線充電業務處於快速增長通道,具備一體化的優勢

        關於Anaren安倫平衡變壓器,它的特點是什麼

        Anaren巴倫變壓器提供阻抗轉換,並將不平衡阻抗轉換為平衡阻抗,反之亦然。 Anaren與傳統的陶....
        發表於 08-18 08:57 75次 閱讀
        關於Anaren安倫平衡變壓器,它的特點是什麼

        MotherBox:汽車無線充電的安全選擇

        Yank Technologies首席執行官Josh Yank表示:「該款設備最初是為智能家居市場設....
        發表於 08-17 10:11 179次 閱讀
        MotherBox:汽車無線充電的安全選擇

        無線充電測試難點和解決方案

        無線充電是目前新興的充電技術,非接觸充電裝置不需要用電纜將設備與供電系統連接,便可以在多種場合直接對設備進行快速充電,使...
        發表於 08-14 07:04 101次 閱讀
        無線充電測試難點和解決方案

        未來三年無線充電接收端市場規模複合增長率達到30%以上

        產品研發方面:今年上半年研發投入2.58億元,較上年同期增長45.75%,研發投入占營業收入比重達到....
        發表於 08-13 13:00 280次 閱讀
        未來三年無線充電接收端市場規模複合增長率達到30%以上

        穿越千年!李白還能「自適應」嗎?

        賽靈思的產品可不是三兩句話就可說完的,除了上述這些方面外,賽靈思在工業、消費電子,模擬與原型設計,計....
        的頭像 西西 發表於 08-12 09:39 534次 閱讀
        穿越千年!李白還能「自適應」嗎?

        一文帶你了解無線充電設備中的磁性材料是什麼

        無線充電設備的工作原理: 無線充電設備包括一個充電底座和一台發射器,底座中包含一塊緩存電池及天線。緩存電池的作用是先儲...
        發表於 08-07 10:42 357次 閱讀
        一文帶你了解無線充電設備中的磁性材料是什麼

        無線供電加通信

        現在無線充電方案很多,希望有一個充電方案可以在充電的過程中現實通信,就好比我們現在市場需求的無源鎖實現鎖具無電池,通過無...
        發表於 07-25 08:26 404次 閱讀
        無線供電加通信

        無線充電原理與技術資料

        非常具有借鑒意義的資料 資料分享來自網路資源 ...
        發表於 07-23 23:03 1111次 閱讀
        無線充電原理與技術資料

        3.5W無線充電技術的應用性?

        [table=98%] [tr][td] 3.5W無線充電技術,除tws耳機使用最廣外,還有哪些產品需求呢?[/td][/tr] [/table] ...
        發表於 07-18 10:36 682次 閱讀
        3.5W無線充電技術的應用性?

        3.5W以內無線充電技術的技術應用

        3.5W無線充電方案,輸入電壓為5V,溫度控制在40-50左右,封裝小,QFN,行業代表蘋果AirPods,認證達到國際標準。 ...
        發表於 07-10 15:03 435次 閱讀
        3.5W以內無線充電技術的技術應用
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