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為什么無線充電“一炮而紅”?

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2018-12-07
核心提示:人們除了一昧追求屏占比以外,還有一項功能也成了眾多旗艦手機追求的“標配”之一:無線充電。
       近年來手機發(fā)展的速度疾如旋踵,除非你用的王者iPhone,否則剛買兩個月的愛機就能隨隨便便過了時,就今年國內(nèi)各廠商發(fā)布的手機,你的十只手都數(shù)不過來??墒羌词拱l(fā)展迅速,卻也似乎到了瓶頸期,往往給人新壺裝老酒的感覺,人們除了一昧追求屏占比以外,還有一項功能也成了眾多旗艦手機追求的“標配”之一:無線充電。


這幾年越來越多的智能手機開始配備無線充電功能,比如iPhone Xs、三星S9、小米MIX 3、華為MATE20等等,眾多小伙伴們對這個功能已經(jīng)不陌生了。目前無線充電方式主要有四種:電磁感應式充電、磁場共振式充電、無線電波式充電、電場耦合式。各種充電方式的技術方案也不一樣。


電磁感應式充電


電磁感應無線充電常用于小功率無線充電,也可以稱之為非接觸式感應充電,被廣泛用于無線連接感應充電。例如充電電筒、電動剃須刀、無線連接感應壁燈等各種無線感應供電產(chǎn)品使用,以及最近談論較多的電動牙刷也基本都是使用的這種感應式充電,方便做到產(chǎn)品的防水功能,充電效率在百分之八十到九十五左右,無高頻輻射,符合各國安規(guī)認證,且價格低廉。


感應式無線充電技術與現(xiàn)有技術相比,其結(jié)構簡單、體積輕巧,將發(fā)射線圈設置在充電插頭內(nèi),在其外包裹橡塑絕緣層,使感應充電器與外部需充電設備之間不是直接的線接觸,不會存在電安全問題,使用更加安全可靠,在某些日常的設備或產(chǎn)品上使用可以輕松實現(xiàn)防水。


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磁場共振式充電


磁場共振技術的崛起源于2008年MIT的一場實驗,研究員隔空點亮了一個60W的電燈泡,第一次讓世界認識到無線充電還能這么玩。


磁場共振的優(yōu)勢在于能在更大的范圍內(nèi)實現(xiàn)有效的能量傳遞,實現(xiàn)更高的空間自由度。因此其可靠性更高,而且支持多個設備同時充電。發(fā)送端遇到共振頻率相同的接收端,由共振效應進行電能傳輸。這種充電方式傳輸距離較遠,同時傳輸?shù)墓β瘦^大適合遠距離大功率充電。但這種充電方式效率較低,傳輸過程中有較大的損耗,距離越遠,傳輸功率越大,損耗也就越大。更重要的是必須對使用的頻段進行保護免受外界因素干擾。


無線電波式充電


無線電波式充電是一種發(fā)展較為成熟的無線充電技術,利用無線電波充電的無線充電器由微波發(fā)射裝置和微波接受裝置組成,可以捕捉到由墻壁彈回的無線電波能量,在隨負載作出調(diào)整的同時保持穩(wěn)定的直流電壓。這種無線充電方式較為方便,只需在墻身插頭處安裝一個發(fā)送器,在低電壓產(chǎn)品上安裝一個接收器即可。


其優(yōu)點是傳輸間隔中等傳輸速度較快,但缺點是安穩(wěn)性、安全性都比較低,而且需要一定的成本投入研發(fā)。


電場耦合充電


這種方式可以看作是諧振式的加強版,它需要發(fā)射和接收兩個共振系統(tǒng),可分別由感應線圈制成。通過調(diào)整發(fā)射頻率使發(fā)射端以某一頻率振動,其產(chǎn)生的不是彌漫于各處的普通電磁波,而是一種非輻射磁場,即把電能轉(zhuǎn)換成磁場,在兩個線圈間形成一種能量通道。接收端的固有頻率與發(fā)射端頻率相同,因而發(fā)生了共振。隨著每一次共振,接收端感應器中會有更多的電壓產(chǎn)生。經(jīng)過產(chǎn)生多次共振,感應器表面就會集聚足夠的能量,這樣接收端在此非輻射磁場中接收能量,從而完成了磁能到電能的轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)了電能的無線傳輸。


MIT的一個實驗室在2008年展示了一個實驗,在兩米范圍內(nèi)隔空點亮了一個60W的燈泡,他們將此項技術命名為Witricity,且該項目仍舊處在實驗室階段。當然,這種非輻射電磁場的范圍比較有限,不適用于長距離,要求發(fā)射端與接收端在感應線圈半徑的8倍的距離之內(nèi)。


電場耦合充電適合短距離充電,轉(zhuǎn)換效率也高,位置可以不固定,不過缺點是需要大體積的設備、功率也較小。


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因此,目前這四種無線充電方式中,電磁感應式無線充電的方案最為成熟,也是被商用最廣泛的,比如我們手機需要用得到的各種無線充電器,就是利用了這種技術方案。就現(xiàn)在的技術水平來說,電磁感應式無線充電方案是最值得采用的,它也給智能手機的充電方式提供了一個解決方案,依然是利大于弊。而且提高充電便捷化的同時,也在某種程度上統(tǒng)一了各類充電器,減少了資源浪費。在未來,無線充電將成為一種趨勢。

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