无线充电技术综述

无线充电技术综述

摘要：通常电能的传输主要是通过导线进行的。对电器设备中的蓄电池充电，一般是通过电流电压变换控制电路和插头、插座等接口的物理连来实现的。这种电能传输方式在进行大功率充电时存在高压触电的危险，且在水下，采矿，化工等对防水，防爆要求很高的环境下，这种连接容易受到腐蚀、水、灰尘和污物的影响，使得系统的安全性、可靠性及使用寿命较低，且极易引发事故，极大地限制了恶劣条件下电能的传输。无接触能量传输技术正是为了弥补这些不足而发明的一种基于高频逆变技术和磁耦合技术的新技术。

关键词：无线充电，智能手机，电磁感应，磁共振，无线电波

Summary of wireless charging technology

The second group: Li Yujun, Zhang Yanting, Sun Anhui

Abstract:Usually electricity transmission is mainly done through a wire. For battery charging of electrical equipment, typically by current voltage change of control circuit and the plug and socket interface physical even. This way of power transmission in existing in high power charging the risk of electric shock, high pressure and under water, mining, chemical industry and so on for waterproof, explosion-proof demanding environment, this kind of connection are susceptible to corrosion, the influence of water, dust and dirt, make the system of safety, reliability and service life is low, and easy to cause accident, greatly limits the harsh conditions of electricity transmission. Contactless energy transmission technology is to make up for these deficiencies and invented a kind of high frequency inverter technology and magnetic coupling technology based on new technology.

Keyword: wireless charging, smartphone, electromagnetic induction,magnetic resonance, radio waves

一、无线充电技术的历史及发展现状

早在1890年，著名电气工程师（物理学家）Nikola Tesla就已提出无线传输店里的猜想。

2007年，MIT(Massachusettes Institute of Technology美国麻省理工学院）无线传能实验中发射谐振器和接收谐振器是半径为3mm的铜线缠绕5.25圈、线圈半径300mm、高度200mm，具备分布式电感和电容特性的线圈型谐振器，实验测得其谐振频率为9.90MHz。在谐振器距离2m传输时传输效率约为40％，距离为1m时传输效率可高达90％。用两米外的一个电源，“隔空”点亮了一盏60瓦的灯泡。

MIT用无线传输点亮2m外的60W电灯

2008年12月17日成立无线充电联盟（Wireless Power Consortium），2010年8月

31日，无线充电联盟在北京正式将Qi无线充电技术引入中国。无线充电技术采用统一的工业标准，未来几年，手提电话、PMP/MP3播放器、数字照相机、手提电脑等产品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的无线充电器。

2008年8月，Intel西雅图实验室的Joshua R.Smith研究小组基于磁谐振耦合无线能量传输技术开发出可为小型电器充电的无线传能装置能够实现在1m距离内给60W灯泡提供电能，效率可达75%。

Intel西雅图实验室现在1m距离内给60W灯泡无线供电

2010年中国CE创新设计盛典上，戴尔展示了一台无需电源的笔记本电脑LatitudeZ，据报道，这是全球第一台配有无线感应充电基座的笔记本电脑。

戴尔展示了一台无需电源的笔记本电脑LatitudeZ

二、无线充电技术的原理

1.电磁感应：我们今天见到的各类无线充电技术，大多采用电磁感应技术，我们可以将这项技术看作是分离式的变压器。我们知道，现在广泛应用的变压器由一个磁芯和二个线圈(初级线圈、次级线圈)组成；当初级线圈两端加上一个交变电压时，磁芯中就会产生一个交变磁场，从而在次级线圈上感应一个相同频率的交流电压，电能就从输入电路传输至输出电路。如果将发射端的线圈和接收端的线圈放在两个分离的设备中，当电能输入到发射端线圈时，就会产生一个磁场，磁场感应到接收端的线圈、就产生了电流，这样我们就构建了一套无线电能传输系统。

2.磁共振：磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。排列好振动频率相同的音叉，一个发声的话，其他的也会共振发声。同样，排列在磁场中的相同振动频率的线圈，也可从一个向另一个供电。相比电磁感应方式，利用共振可延长传输距离。磁共振方式不同于电磁

感应方式，无需使线圈间的位置完全吻合。但传输距离较远。

3.无线电波：类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，如图，接收电路，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。

英特尔公司是无线电波方式的拥护者，这项技术采用微波作为能量的传递信号，接收方接受到能量波以后，再经过共振电路和整流电路将其还原为设备可用的直流电。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。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用到它的热效应，而英特尔的微波无线充电技术，则是将微波能量转换回电信号。

三种充电技术的对比:

三、无线充电技术的应用