無線充電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)以及電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種電子設(shè)備已經(jīng)成為了工作、生活中不可或缺的必備品，但是隨著電子產(chǎn)品的增多，各種電子產(chǎn)品所配備的各種型號(hào)規(guī)格的線纜以及所需要準(zhǔn)備的插座等就成了日常生活中極為瑣碎的事情。隨著科技的進(jìn)步，通過使用無線充電技術(shù)則可以將我們從數(shù)不清的線纜中解救出來。文章將在分析無線充電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上對(duì)無線充電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行一定的展望。

關(guān)鍵詞：無線充電技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；展望

前言

無線充電技術(shù)主要利用的是磁共振、電磁感應(yīng)線圈以及無線電波等原理而實(shí)現(xiàn)的，是現(xiàn)今發(fā)展起來的一項(xiàng)充電技術(shù)，通過采用無線充電技術(shù)可以將人們從繁雜的有線充電中解放出來，避免了因忘帶充電設(shè)備或是需要攜帶過多的充電線與適配器而帶來的困擾?，F(xiàn)今無線充電技術(shù)仍處于試驗(yàn)階段，相信在不久的將來無線充電技術(shù)將會(huì)進(jìn)入到我們的日常生活中，隨著無線充電技術(shù)研究的不斷深入，無線充電技術(shù)也能為電動(dòng)汽車等提供便捷的充電服務(wù)，從而對(duì)促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展應(yīng)用提供不小的推動(dòng)力。

1 無線充電技術(shù)的原理及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 無線充電技術(shù)的主要工作原理

無線充電技術(shù)其重要利用的是磁共振、電磁感應(yīng)以及無線電波等的工作原理實(shí)現(xiàn)電能在充電發(fā)射器與電子設(shè)備之間進(jìn)行傳輸，從而使得無線充電成為可能，現(xiàn)今在無線充電技術(shù)中使用較多的主要有電磁感應(yīng)式、無線電波式以及磁場共振式和微波、超聲波等。

1.2 無線充電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)今在無線充電技術(shù)的發(fā)展仍處于研發(fā)階段，各無線充電技術(shù)廠商之間對(duì)無線充電技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)展開了激烈地競爭，在這些競爭者中，主要以無線充電聯(lián)盟WPC的Qi無線充電技術(shù)占據(jù)主要地位，此種無線充電技術(shù)主要采用的是緊密耦合線圈的磁感應(yīng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電能的無線傳遞，各大芯片廠商也在致力于開發(fā)相關(guān)的基于磁感應(yīng)和磁共振式的充電設(shè)備及芯片，以實(shí)現(xiàn)磁感應(yīng)和磁共振等多種模式的無線充電。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)研究表明，從現(xiàn)今到2020年前后，全球無線充電市場將迎來高速發(fā)展期，其復(fù)合增長率將超過6成，據(jù)預(yù)測，到2020年前后，全球的無線充電市場將達(dá)到近800億人民幣的市場，現(xiàn)今，無線充電技術(shù)主要面向的是市場主要是消費(fèi)類的電子產(chǎn)品，其高速的發(fā)展將會(huì)帶動(dòng)無線充電技術(shù)步入一個(gè)高速發(fā)展期，此外，隨著全球能源結(jié)構(gòu)的改變，使得傳統(tǒng)的汽車領(lǐng)域?qū)?huì)向著電動(dòng)汽車的方向轉(zhuǎn)變，這將會(huì)對(duì)無線充電技術(shù)的發(fā)展帶來新的發(fā)展契機(jī)以及新的促進(jìn)作用，現(xiàn)今，無線充電技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成績，同時(shí)伴隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，無線充電技術(shù)將會(huì)取得更為豐碩的成果。

1.3 無線充電技術(shù)所取得的最新成績

早在2011年，美國賓夕法尼亞大學(xué)的佩里就發(fā)明了她的第一款的無線充電系統(tǒng)，此充電系統(tǒng)主要是由兩臺(tái)烤箱大小的盒子組成，其能夠?qū)崿F(xiàn)在2英尺范圍內(nèi)的電能的傳輸，其后，佩里在科技峰會(huì)上展示了其無線充電系統(tǒng)的工作性能及工作原理并將其設(shè)備命名為uBeam，其后uBeam公司持續(xù)對(duì)無線充電技術(shù)進(jìn)行研發(fā)并表面將在近期推出其研發(fā)的原型產(chǎn)品，對(duì)于市面上所存在的一些無線充電設(shè)備，佩里認(rèn)為其無法達(dá)到其uBeam的技術(shù)水平?，F(xiàn)今，有相當(dāng)一部分的電子產(chǎn)品制造商已經(jīng)將無線充電技術(shù)運(yùn)用在了電子產(chǎn)品中，但是其主要采用的是一對(duì)一的充電模式，并不具備多臺(tái)電子設(shè)備的充電能力，而美國廠商所推出的“Wait Up”無線充電設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)以發(fā)射器為中心半徑4.6m范圍內(nèi)的電子設(shè)備進(jìn)行充電，其最大能夠帶動(dòng)12臺(tái)電子設(shè)備并向其傳輸不高于0.25W的電源，或是4臺(tái)不超過4W的電源，且充電速度的快慢與充電距離的遠(yuǎn)近成反比，此設(shè)備依靠其內(nèi)部所設(shè)置的藍(lán)牙來實(shí)現(xiàn)對(duì)于所需充電設(shè)備的定位和電量的檢測，其在檢測電量不足后發(fā)射5.8Hz左右頻率的無線信號(hào)來實(shí)現(xiàn)電源的傳輸。隨著無線充電技術(shù)的不斷深入，WaitUp公司正在致力于研發(fā)相應(yīng)的硬件設(shè)備以完善其產(chǎn)業(yè)鏈，增強(qiáng)其產(chǎn)品的競爭力。于此同時(shí)，在2015年的年初，美國專利局受到了三星公司提交的一份專利申請(qǐng)，其研發(fā)的內(nèi)容主要是關(guān)于研發(fā)電磁感應(yīng)線圈的無線充電技術(shù)，三星公司的無線充電技術(shù)在具備基本的充電功能的同時(shí)最主要的特點(diǎn)是在無線充電器中嵌入了紫外點(diǎn)輻射功能，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)于充電設(shè)備表面的消毒，美國專利局對(duì)三星公司所提交的無線充電設(shè)備的外觀、架構(gòu)以及工作原理等進(jìn)行了一定的展示。

于此同時(shí)，微軟公司也不甘寂寞，制定了一個(gè)名為AutoCharge 的自動(dòng)定位智能手機(jī)的無線充電技術(shù)的研發(fā)計(jì)劃，通過將其研發(fā)的原型充電起安裝在室內(nèi)天花板上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于室內(nèi)手機(jī)的大范圍覆蓋從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于手機(jī)的無線充電，在原型無線器中主要內(nèi)置有一個(gè)監(jiān)測模塊和一個(gè)充電模塊，在收集監(jiān)測模塊中采用的是基于圖像處理來監(jiān)測和追蹤室內(nèi)手機(jī)的技術(shù)，其通過對(duì)室內(nèi)類似手機(jī)的設(shè)備進(jìn)行不間斷的檢測并在檢測到之后利用太陽發(fā)電技術(shù)所產(chǎn)生的光束為智能手機(jī)提供遠(yuǎn)程無線充電服務(wù)，同時(shí)AutoCharge通過其內(nèi)的藍(lán)牙對(duì)電子設(shè)備中的電量進(jìn)行檢測并在充電完成后停止進(jìn)行充電。

1.4 無線充電技術(shù)發(fā)展所面臨的問題

在無線充電的應(yīng)用中主要存在以下一些問題，只有在解決好這些問題才能使得無線充電技術(shù)安全、穩(wěn)定的進(jìn)入到實(shí)際的市場應(yīng)用中。在無線充電技術(shù)應(yīng)用中需要解決以下問題無線充電技術(shù)的應(yīng)用首先需要解決的就是其對(duì)人體的安全性問題，通過檢測發(fā)現(xiàn)無線充電的電磁輻射相較于無線通信要高很多，因此，在無線充電的發(fā)展應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)在提高無線充電傳輸能力的同時(shí)降低其電磁輻射水平，將其下降到一個(gè)安全許可的范圍內(nèi)，這是無線充電技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的一個(gè)瓶頸，現(xiàn)有的智能手機(jī)的無線充電板實(shí)際上基于電磁感應(yīng)的充電技術(shù)，是現(xiàn)今主要的智能手機(jī)所使用的充電技術(shù)之一?，F(xiàn)今無線充電技術(shù)所使用的無線頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光線的頻率，因此很難確保無線充電器所發(fā)出的電波進(jìn)行直線傳播，如果無線電波有偏斜將會(huì)造成一定的浪費(fèi)，同時(shí)所發(fā)射的低頻電波對(duì)人體還有一定的損害，降低無線充電技術(shù)的發(fā)生量將會(huì)導(dǎo)致在遠(yuǎn)距離的傳輸效率下降。

AutoCharge所采用的太陽能發(fā)電技術(shù)相較于現(xiàn)在的無線充電在安全性、效率性以及利用率方面都有較大的提升，并具備更大更廣闊的發(fā)展空間。

2 無線充電技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用展望

無線充電技術(shù)隨著研究的不斷深入將會(huì)有著更為廣闊的發(fā)展前景，在2014年中，高通公司就展示了其無線充電技術(shù)在汽車充電領(lǐng)域的應(yīng)用，此充電系統(tǒng)采用充電箱來驅(qū)動(dòng)地面上的無線充電墊，在汽車對(duì)準(zhǔn)發(fā)送端時(shí)將開始進(jìn)行電力的傳輸。同時(shí)麥當(dāng)勞也宣布在其門店內(nèi)安裝600個(gè)無線充電熱點(diǎn)，并采用Qi充電標(biāo)準(zhǔn)，屆時(shí)顧客可以在一邊享受快餐服務(wù)的同時(shí)一邊對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行充電。無線充電技術(shù)不但在消費(fèi)電子領(lǐng)域發(fā)展良好，同時(shí)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中也有著良好的應(yīng)用前景，通過將其整合入電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)充電設(shè)施的建設(shè)中，可以使得今后的電動(dòng)汽車采用非接觸式的充電模式，對(duì)于促進(jìn)新能源汽車的普及以及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有著重要的推動(dòng)作用。

3 結(jié)束語

無線充電技術(shù)是現(xiàn)今乃至今后一段時(shí)間電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，通過應(yīng)用無線充電技術(shù)可以使得人們從繁雜的線纜中解放出來，對(duì)更好的實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備與新能源汽車的普及和利用有著重要的推動(dòng)作用。

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