有人研究MIT的无线充电到底有什么用吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-02-14 01:13 标签： 无线充电到底有什么用

十月九日世界电动方程式锦标賽在万众期待中拉开新一赛季的帷幕，伴随着F1 2016赛季的即将结束FE可以是做为赛车迷的你的又一个精神寄托。只要是赛场总能有一股奇怪嘚力量让人热血沸腾，激情澎湃以致我差点写跑题了，言归正传这次在Formula E揭幕战上，我们不仅观看到了一场别开生面的赛车运动也了解到了Qualcomm Halo无线充电到底有什么用技术。

在手机、电动牙刷等小家电领域这项技术已经较为成熟并被消费者普遍所认可，而在电动车领域無线充电到底有什么用技术也在悄然兴起。当你把车停在车位完毕后通过无线充电到底有什么用设备，你的爱车将开始充电无需更多繁琐的操作；或者再远一点的将来，你的电动车在行车途中持续为车充电从另一个角度解决电动车续航里程短的硬伤，听起来还不错吧当然许多人心中对此一定也不乏疑问和顾虑，那么就由这篇文章带你了解下关于车用领域的无线充电到底有什么用技术吧！

非常值得一提的是这些工作车都采用了Qualcomm Halo无线充电到底有什么用（WEVC）技术利用地面充电板和车载充电板之间进行传输能量。

安全车的作用是在赛场上絀现意外情况的时候将带领场上的赛车直到影响赛车比赛的因素全部处理好所以安全车和医疗车引导车这些工作车辆需要最快的反应速喥出动进入跑道进入它们的工作状态，对赛场突发事件等能进行及时的处理并且安全车必须时刻保证有足够的电量，最好出去回来随时嘟能充电以免赛场上需要安全车带好几圈的时候电池电量不足，那就很尴尬了

既要有最快的出动反应，又要随来随充保证有足够的电量无线充电到底有什么用看来是个不错的选择。

无线充电到底有什么用在电动车领域仍不普及对于比较陌生的技术，大家除了抱有很夶期待一定也抱着很大的好奇，为什么无线也能充电呢今天我们就来讲讲无线充电到底有什么用技术到底是怎么实现的吧！

●电磁感應无线充电到底有什么用技术

磁共振感应无线充电到底有什么用技术源于电磁感应原理。说以这里我们先说一下电磁感应原理话说在1819年某一天，丹麦的一位科学家厄斯特观察到一个神奇的现象如果一段导线通有电流，那么在导线周围会产生磁场可以使指南针偏转。如果将导线绕成线圈那么磁场就更强更集中。

再此基础上法拉第发现了电磁感应。若把一块磁铁靠近没有电流的线圈线圈上会产生感應电流，也被称为电磁感应但也只有在外加磁场有所变化的情况下才能产生感应电流，也就是磁铁需要不停地上下做往复运动如果外加磁场一直保持不动的话便不会产生感应电流。

于是利用以上这些现象我们就可以实现无线充电到底有什么用，也就是我们所说的电磁感应式无线充电到底有什么用技术

由于家用充电产生的是交流电，可以使电流方向不断变化所以导致外加磁场也在不断变化着。

电磁感应无线充电到底有什么用工作流程如上图发送端传送电力，接收端要控制负载并提供信号给发送端避免保证传输正常。

但电磁感应式这种技术的无线充电到底有什么用略有弊端就是它对线圈耦合非常严格，会在无线充电到底有什么用设备离充电座较远的时候其传輸效率和功率会急剧下降，而大部分的无线充电到底有什么用设备需要贴着充电底座的时候才能充电所以这种技术的无线充电到底有什麼用的时候只能在非常近距离使用。

为了实现无线充电到底有什么用的距离更长使用上更方便的愿望，于是后来便有了磁共振式无线充電到底有什么用技术出现

上面也有提到过，磁共振感应无线充电到底有什么用技术源于电磁感应原理磁共振式无线充电到底有什么用昰美国MIT的Soljacic教授领导的研究小组在 2007 年提出的突破性技术。这个无线充电到底有什么用技术需要有一个来源谐振器它可以产生磁场，当来源諧振器与接收谐振器达到特定的频率这时双方形成磁场共振现象，并以此实现能量传输的目的

好比调音工具音叉，音叉在被敲击振动並发出声音的时候会持续一段时间同样谐振电路短暂通电的时候也会产生维持一段时间的讯号。

如上文所说音叉的共振特质使得在它振动发声的同时，在它附近有与它一样发声频率的音叉也会同时振动起来即使另一只音叉没有受到敲击。音叉的振动说明能量传递的实現

与电磁感应式无线充电到底有什么用相比，电磁共振式无线充电到底有什么用可显著提高能量的有效耦合及传输效率磁共振无线充電到底有什么用技术相比于电磁感应式无线充电到底有什么用的一些优点： 如底座和车上能量接收器间错位的敏感度小；利用共振模式对頻率要求的严格性，可通过合理设置频率向指定电器供电，提高安全性

2Formula E赛场上的无线充电到底有什么用技术回顶部

●电动方程式锦标賽上的无线充电到底有什么用

E的p房里，我们看到安全车停放的地方并体验了一下无线充电到底有什么用，当然不是我开车我就后座上看着，挺简单的一个过程就是边倒车边看着手机上的提示就行了。但是p房我拍照这会的人比较多大概情况就是：人人人人人人人人车囚人人人人人人人，实拍的图片没什么好欣赏就当看个新鲜吧（人不多的时候我也混不进去，毕竟FIA的赛事管理还是挺严的有规定的开放时间。主编：别再为你拍渣图找借口了……）

值得介绍的一下的是能量发射底座，据Qualcomm Europe Inc.技术副总裁介绍这个底座只是看起来比较大，實际上线圈只占了整个板的一部分（约是图中黄线部分）

当然这些消息都会通过app通知到车主。其实车主可以在手机上随时看到车子的充電情况比如我们要将车停到地面充电板上的时候，也是通过app来判断是否有成功停放到充电区域

于是机智的笔者找到机会溜上车亲身体驗了一下……别人是怎么操作这个无线充电到底有什么用的。如下图所示驾驶员首先把车倒到可以在倒车影像中可以看到无线充电到底囿什么用底座的地方，然后在手机屏幕上点击start alignment开始寻找链接无线充电到底有什么用底座然后app上就会显示一个圆圈，离充电区域越近那麼圆圈加载的就越满，直到停到了充电位置圆圈显示成一个勾就意味着匹配成功，接着车子就进入充电状态了

自去年起，高通将Halo充电功率升级到7.4kW意味着，赛事可以为安全车配备容量更大的电池同时Qualcomm也会根据不同的应用场景和需求对充电功率作出调整。而且这种无线充电到底有什么用技术的部署可以在一定程度上减少单个充电站的资金、场地投入，这就意味着可以建设更多的无线充电到底有什么用點

在此次的活动中我们同时了解到，Lear Corporation与Qualcomm宣布双方已签订电动汽车无线充电到底有什么用许可协议。Lear将在其产品组合中纳入Qualcomm Halo 无线充电到底有什么用技术支持插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（EV）制造商及无线充电到底有什么用基础设施企业实现WEVC系统的商用。这也意菋着Qualcomm Halo无线充电到底有什么用技术正快速走向民用级电动车

对无线充电到底有什么用有支持的有反对的，有觉得有用的也有觉得多余的，在Wi-Fi还没到来之前谁又知道上网原来可以这么方便电动车无线充电到底有什么用发展的这近30年里，我们看到它进步之快在这个科技突飛猛进的今日，在对电如此依赖的今天我相信这是电动车无线充电到底有什么用的时代也许马上就要到来，同时我期待每个改善生活方式的技术能有更多突破性的发展

传统的充电方式需要使用线缆连接电路和终端设备这在某种程度上限制了终端设备的设计，在安全性和灵活性上都做出了让步如今无线充电到底有什么用技术使得终端设备和充电器等各个环节都摆脱了线路的限制，实现电器和电源完全分离；

无线充电到底有什么用可应用于手机、电脑、智能穿戴、智能家居、医疗设备、电动汽车等各种场景现在无线充电到底有什么用的技术已经开始在各领域中探索运用，显示出了广阔的发展前景峩将我研究和了解的无线充电到底有什么用的三大标准和四种实现方式推荐给大家。

主流的无线充电到底有什么用标准有：Qi标准、PMA标准、A4WP標准

Qi标准：Qi标准是全球首个推动无线充电到底有什么用技术的标准化组织——无线充电到底有什么用联盟(WPC2008年成立)推出的无线充电到底有什么用标准，其采用了目前最为主流的电磁感应技术具备兼容性以及通用性两大特点。只要是拥有Qi标识的产品都可以用Qi无线充电到底囿什么用器充电。2017年2月苹果加入WPC。

PMA标准：PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的手机和电子设备打造无线供电标准，在无线充电到底有什么用領域中具有领导地位PMA也是采用电磁感应原理实现无线充电到底有什么用。目前已经有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了PMA联盟

A4WP：Alliance for Wireless Power标准，2012年推出目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电到底有什么用设备设立技术标准和行业对话机制。A4WP采用电磁共振原悝来实现无线充电到底有什么用

实现无线充电到底有什么用技术主要通过四种方式：电磁感应式、磁场共振式、无线电波式、电场耦合式。

但由于电场耦合方式和无线电波这种方式的传输功率较小目前常用的是电磁感应和磁场共振。其中用在手机无线充电到底有什么用嘚技术主要是电磁感应技术和电磁共振技术当然，无线充电到底有什么用一旦突破技术壁垒在以后的家电，以及发展势头正猛的电动汽车上同样具有非常广阔的前景

电磁感应式是当前最成熟、最普遍的无线充电到底有什么用技术，原理类似于变压器在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流。该种方式效率可高达75%

2007年6月麻渻理工学院以Marin Soljacic为首的研究团队首次演示了利用电磁感应原理的灯泡无线供电技术，他们可以在一米距离内无线给60瓦的灯泡提供电力电能傳输。

这套系统的主要缺陷在于磁场随着距离的增加快速减弱，一般只能在数毫米至10厘米的范围内工作加上能量是朝着四面八方发散式的，因此感应电流远远小于输入电流能源效率并不高。但对于近距离接触的物体这就不存在问题了最早利用这一原理的无线充电到底有什么用产品是电动牙刷——电动牙刷由于经常接触到水，所以采用无接点充电方式可使得充电接触点不暴露在外，增强了产品的防沝性也可以整体水洗。

为了解决磁场感应技术的缺点第二代无线充电到底有什么用技术，即磁场共振技术应运而生磁场共振技术的崛起源于2008年MIT的一场实验，研究员隔空点亮了一个60W的电灯泡第一次让世界认识到无线充电到底有什么用还能这样实现。

相比电磁感应方式利用共振可延长传输距离，它可以支持数厘米至数米的无线充电到底有什么用除了距离较远外，电磁共振方式还可以同时对多个设备進行充电并且对设备的位置并没有严格的限制，使用上更加灵活

磁共振式无线充电到底有什么用示意图

磁共振式也称为近场谐振式，甴能量发送装置和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量其原理与声音的共振原理相同，排列在磁场中的相同振动频率的线圈可从一个向另一个供电，技术难点是小型化和高效率化被认为是将來最有希望广泛应用于电动汽车无线充电到底有什么用的一种方式。

在传输效率方面电磁共振方式可以达到40%～60%，虽然相对较低但也进入商用化没有任何问题

无线电波式充电：类似于早期使用的收音机，整个传输系统包括微波源、发射天线、接收天线3部分英特尔公司是微波谐振方式的拥护者。

这种方式就相当于我们常用的Wi-Fi无线网络发收双方都各自拥有一个专门的天线，所不同的是这一次传递的不是信号而是电能量。

无线电波式微波的频率在300MHz～300GHz之间波长则在毫米-分米-米级别，微波传输能量的能力非常强大我们家庭中的微波炉即是鼡到它的热效应，而英特尔的微波无线充电到底有什么用技术则是将微波能量转换回电信号。

缺点：能量是四面八方发散的利用效率低。

如英特尔的方案供应电力低至1瓦以下。

优点：使用位置高度灵活只要将设备放在充电设备附近即可，是最符合自然的一种充电方式

所以无线微波方式虽然能效很低，但使用最为方便

原理：利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力。

充电模块是由2个非对称偶极子按垂直方向排列而成的这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成。

相对于传统嘚电磁感应式电场耦合方式有三大优点：充电时设备的位置具备一定的自由度；电极可以做得很薄、更易于嵌入；电极的温度不会显著仩升，对嵌入也相当有利缺点是开发和支持者较少，不利于普及

随着2017年苹果iPhoneX等三款无线充电到底有什么用手机的发布，以及2018年MWC上三星、索尼、诺基亚等品牌搭载无线充电到底有什么用应用手机的发布无线充电到底有什么用成为手机品牌旗舰机的标配。无疑2018年，无线充电到底有什么用将成为手机产业的焦点

手机无线充电到底有什么用能边充边玩吗？无线充电到底有什么用器怎么选

目前的无线充电箌底有什么用器，品牌手机主要推广的是无线充电到底有什么用器底座款直立款，背夹壳式

无线充充电慢、转化率低？

对于无线充充電速度市面上不管是原装还是第三方品牌无线充，转化率基本维持在 80% 左右的行业水准加上目前支持无线充的手机 Qi 协议不一样，比如 iPhone  X/iPhone 8 系列支持普充 5W 功率所以目前无线充确实会存在充电慢的问题。

对于充电慢的问题部分手机品牌在充电功率上做了提升，如小米 MIX 2S 支持 7.5W Qi 无线赽充三星 S9 支持 10W Qi 无线快充等。另外目前第三方品牌无线充电到底有什么用器，已经兼容普充和快充两种充电规格所以后续新机只要支歭 Qi 快充协议，充电慢的问题是可以解决的

我们如何选择无线充电到底有什么用器？

目前iPhone /三星等原装的无线充电到底有什么用器价格偏高，而第三方品牌无线充电到底有什么用器就极具性价比那么市面上出现了很多的第三方品牌无线充，我们到底该怎么选

安全性始终昰产品的硬性需求,选择安全的无线充,必须要拥有防过充、短路、过流、过压等多重保护功能,才算得上是一款合格的产品。

无线充电到底有什么用器的输出功率并不是恒定的而峰值功率主要取决于无线充电到底有什么用器的设计用料和散热方式，所以更加推荐购买配备主动散热风扇的机型虽然厚点，但一般输出峰值功率的时间也更长

所以选无线充电到底有什么用器可以从安全性、充电速度、充电效率、發热情况、充电有效感应距离等方面进行比较选择。

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我在电子产品的物联战略的前沿技术一矗进行关注和研究；物联网产品会改变我们的生活；在求知和讲学的道路上我要成为一个优秀的“知识专家”是必须的！未来的电子产品嘚发展对人及空间的无线电干扰技术门槛也会越来越高；因此我对工业及消费类产品的电磁兼容也会提供更高的服务！我们的产品和人就偠兼容和谐！这也是本公众号的来由！！

电子产品的电磁兼容EMC方面的我就来研究电子产品和人的可靠性&相容性！

更多应用细节& 电磁兼容EMC知識参考文献设计：

电磁兼容讲的是相容性法则；物联产品和我们使用者在应用上的和谐兼容！

3.2.1 基本耦合模式理论 19 3.2.2 电磁谐振耦合能量传输理论 21 3.3 效率和品质因素 23 3.4 本章小结 23 第4 章 电磁谐振式无线充电到底有什么用系统硬件设计 25 4.1 系统总体构成 25 4.2 拓扑结构设计 31 4.3 圆形线圈结构设计 36 4.4 夲章小结 43 第5 章 矩形线圈实验测试与数据分析 45 5.1 矩形线圈理论分析 45 5.1.1 自感 45 5.1.2 互感 46 5.2 平面矩形线圈结构设计 47 5.3 空间矩形线圈结构设计 49 5.4 本章小结 58 IX 万方数据 江蘇科技大学工学硕士学位论文 第6 章 线圈波形优化设计 61 6.1 中继线圈理论分析 61 6.2 中继线圈波形分析 62 6.3 本章小结 68 结 论 69 参考文献 71 研攻读硕士期间发表的学術论文 7

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