一、無線充電的起源

     在上世紀(jì)初，尼古拉.特斯拉（Nicola Tesla）就進(jìn)行過遠(yuǎn)距離無線輸電的實(shí)驗(yàn)研究，該項(xiàng)計(jì)劃因資金等原因中途夭折，但遠(yuǎn)距離無線供電技術(shù)一直在進(jìn)行著。研究表明，遠(yuǎn)距離傳輸電力，傳遞能量效率低、輻射大，目前還不能現(xiàn)實(shí)，近距離的能量傳輸可以做到。

     近幾年，便攜式電子產(chǎn)品廣泛使用,如手機(jī)、筆記本、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備的電池充電時(shí)都需要一個(gè)充電器，連接著市電和移動(dòng)設(shè)備，使用頻繁且不方便，過多的插拔容易損壞，也不安全。在有些惡劣的工作環(huán)境下，比如水中，更需要避免電氣接觸。有些使用電池的重要設(shè)備，由于電池的使用壽命有限，當(dāng)電量耗盡時(shí)，需要將設(shè)備打開更換電池也是非常麻煩的事情，有的也是不允許的。因此這種近距離無線供電技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景。

     二、無線充電的原理

     目前，市場(chǎng)比較主流的無線充電技術(shù)主要通過三種方式，即電磁感應(yīng)、無線電波、以及共振作用，其中無線電波技術(shù)主要使用在信號(hào)的傳輸。

     （一）電磁感應(yīng)

     Qi標(biāo)準(zhǔn)采用的是最為主流的電磁感應(yīng)技術(shù)，下面是WPC(Qi)系統(tǒng)的概述

     上圖顯示了一個(gè)WPC型電感式無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。發(fā)射器由一個(gè)AC/DC功率轉(zhuǎn)換、驅(qū)動(dòng)器、發(fā)射線圈、電壓電流檢測(cè)和控制器組成。接收器由一個(gè)接收線圈、整流、電壓調(diào)節(jié)和控制器組成。電路負(fù)載可以是任何電池供電設(shè)備，比如：一部手機(jī)。在這個(gè)無線充電系統(tǒng)中， AC電流過發(fā)射器驅(qū)動(dòng)線圈后形成耦合磁場(chǎng)，能量通過該磁場(chǎng)從發(fā)送器傳輸至接收機(jī)。發(fā)射器驅(qū)線圈所產(chǎn)生的場(chǎng)力線耦合至接收器線圈。耦合場(chǎng)力線在二次繞組中形成AC電流，對(duì)其整流便可產(chǎn)生DC電壓，從而得到所需要的電源。在使用時(shí)需要注意，這種充電方式是松散耦合的，接收器要盡量靠近發(fā)送器才能得到較高的傳輸效率。

     （二）電磁共振

     從發(fā)射端發(fā)出的電磁波頻率與接收端的諧振頻率一致,使兩個(gè)線圈產(chǎn)生共振,實(shí)現(xiàn)能量的傳遞，能在一定距離內(nèi),透過所有非金屬實(shí)現(xiàn)能量傳遞,但卻不能透過金屬介質(zhì)。

     發(fā)射的電波接收后轉(zhuǎn)化為電流，經(jīng)過一個(gè)LC電路發(fā)生共振（相當(dāng)于物理里機(jī)械的共振），加強(qiáng)共振的這個(gè)頻率的電波信號(hào)，再進(jìn)行還原，放大，實(shí)現(xiàn)能量的傳輸。

     （三）電磁共振的使用有著固有的特性和缺陷，歸納為以下幾點(diǎn)：

     1.電磁共振實(shí)現(xiàn)的前提條件是發(fā)射端與接收端的諧振頻率必需完全相同。

     2.電磁共振以“電能一-磁能一-電能”的方式實(shí)現(xiàn)能量的傳遞，是一個(gè)開放的系統(tǒng)，存在著電磁的輻射和能量的損失。因而，實(shí)際效率很難超過 8 0 ％，較遠(yuǎn)距離的傳輸，效能更低，難符合節(jié)能的要求。

     3.電磁共振能穿透非金屬的介質(zhì)，卻無法穿透金屬。使用時(shí)，可以利用這點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對(duì)其自身的EMI輻射的控制。

     4.在近距離的電磁共振中，還存在著空振高壓的問題。接收電路中，帶有負(fù)載和沒有加負(fù)載的時(shí)候，電壓相差數(shù)倍甚至是十倍以上，接收電路空載時(shí)，因?yàn)殡妷旱拇蠓�度提升，將�?fù)載損壞。這是無線供電中難以使用電磁共振方式的原因。

     （四）無線充電的問題

     無論采用哪一種無線供電方案，都存在一些關(guān)鍵問題有待解決。一是傳輸效率不高的問題，二是充電過程中產(chǎn)生對(duì)外輻射問題，三是有效傳輸距離的問題和傳輸功率的問題。目前的大部分采用Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線充電方案，能量的傳輸效率可以保持在70%左右，與有線的充電方式很接近。而且無線充電裝置都采用智能化控制，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載是否完成充電，比不能識(shí)別是否充電完成的傳統(tǒng)充電器更加環(huán)保，電能利用率更高。

     無線充電聯(lián)盟所制定的規(guī)范文件要求，使用無線充電的產(chǎn)品工作頻率設(shè)定的范圍是50HZ—60HZ，在理論上其電磁輻射與普通小家電相當(dāng)，而且這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)低于國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)（ICNIRP）所頒布的對(duì)于公眾接觸產(chǎn)品的電磁場(chǎng)接觸限值，該限值目前已得到超過35個(gè)國(guó)家的專家委員會(huì)審核通過。也有些專家表示，產(chǎn)生輻射的不僅僅是無線充電器，電腦、手機(jī)、WiFi、電視、微波爐等同樣有輻射，存在一個(gè)疊加輻射的問題，專家提醒，在使用具有電磁輻射的產(chǎn)品時(shí)，最好保持適當(dāng)?shù)木嚯x，使用之后養(yǎng)成洗臉、洗手的習(xí)慣，以有效降低電磁輻射對(duì)健康造成的不良影響。