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菱重工等
电；或 是在高速 公路的中央分离 带 设 置供电器， 为行驶在高速公 路上的汽车进 行“ 行 驶 供 电”
需布线和充电端
，由 此 将 带 来 公
子，具 备 较 高 的
Leabharlann Baidu
路等社会基础
便 捷 性 。随 着 电
设施领域的巨大
力电子器 件、功率 变 换和控制技 术 感应方式、电场耦合方式、磁共振方 变革。但是磁共振方式的充电距离与
的发展，无线充电技术在转换率、低 式和电波接收方式（如表1所示）。其 其线圈本身的Q值相关，因此对材料
辐 射 等方面逐 渐取得 突 破，目前无 他新技术也在不断涌现，如日本村田 具有较高要求。
线 充电已经在电动牙刷、电动剃须 制作所提出的借助开关技 术大幅提
高 效率是 未 来 主 要 突 破 方向。
（Wireless Charging Technology）领 更多领域。
主流模式。磁共振 方式因其 具有自
域的发展日益引起各方关注。本文基
由度较大、无辐射和无电磁干扰的优
于上海市软科学研究基地——前沿技 无线充电关键技术取得突破，高效率 点，未来应用前景最好，被认为是最
术发展研究中心的有关成果，研究分 是未来主攻方向
而是通过电磁感
类型
应、电 磁 共 振、
电磁感应方式
磁共振方式
电场耦合方式
电波接收方式
纵向设置的供 电器向汽车下方
射 频 、微 波、激
示意图
设 置 的受电器充
光等方式经由空 气介质实现非接 触式电能传输的 技 术 。相 较 于 传 统 的 电 力 传 输， 无线充电技术无
可供电距离
数mm~10cm左右
RESEARCH
研究 软科学
全球无线充电技术及其发展态势分析
总体看来，我国无线充电技术在发展阶段上基本与国际同步。
文 祝毓 杨帆
随着各项技 术的成熟以及 对无 领域，未来无线充电技术将不断扩展
当前最成熟、最普遍的是电磁感
线 充电需求的增加，无 线 充电技 术 到医疗、电力、航空航天、节能环保等 应方式，近几年必定它是无线充电的
的感应磁场也能为设备充电，从而扩 大了充电范围；A4W P 还可以根 据充 电设 备 的 数 量和 缺 电状况自动 调 整 能量分配方案，以实现节能目的。目 前A4W P联 盟已有 超 过4 0 个成员，包 括三星、Qualcomm、Broadcom、Gill
I nd u s t r ie s、英 特尔 和 SK Telecom等。 基于电磁感应方式的PMA标准，全称 Power Matters Alliance，2012年由Duracell Powermat公司（宝洁与无线充电技 术公司Powermat合资经营）发起制定， 致力于为符合IEEE协会标准的手机和 电子设备打造无线充电标准。PMA标 准充电方式有两种：一是内建无线充
长野日本无线、高通、索 尼、富士通、WiTricity等
数mm~数cm 数W~数百W
数十cm~数m（用于家中 的终端）
1W以下
60 ~ 9 0%（剩余部分转换 为热量）
相当低（剩余部分转换为 电波）
数百KHz~数MHz
丰桥技术科学大学、竹中工 务店、村田制作所等
中波~微波
英特尔、日本电业工 作、Powercast、沃尔沃、三
73
RESEARCH
研究 软科学
准。Qi采用较小 的 感 应 线 圈，能 够 较 容 易地 在 较 高 频 率 下传 输 能 量； 但是由于充电 距离 较 短，因此在实 际 使 用中不够灵 活。目前，Q i 标 准 从移 动 终 端 向高 功 率 的 数 码 产 品， 甚 至 基础设施无线充电设备领域不断 扩展，全球市场上已有562 款Qi认证产品，包括产品 和组建。WPC联盟成员已 达2 0 0 多家，包 括 C onve nient Power、Fulton Innovation、美国国家半导体、 奥 林巴斯、飞利浦、高通 等，涵盖电池、消费电子、 设备制造、基础设施等众 多领域。基于磁共振方式 的A4W P 标 准，全称 A l l iance for Wireless Power，由 高通、三星以及Powermat 共同创建，为包括便携式 电子产品和电动汽车在内 的电子产品无线充电设备设 立技术 标准和行业对话 机 制，推 进 磁 共 振 方式 无 线充电技 术 标准化。由于该 联 盟 成 立较 晚，目前采用 A4W P 技 术 标 准的产品不多。为提高传 输效 率，A4W P采用了更 大的 输出线圈， 能同时 为多台设 备充电；同时由于 设 定了精确的共 振 频率，使得 微弱
有英特尔、日本电业工作、Powercast 等，Powercast研制的微型高效接收电 路可以捕捉从墙壁弹回的无线电波能 量，在随负载做出调整的同时保持稳 定的直流电压，其已与飞利浦公司签 署合作协议，进一步推进商业化。
无线充电产业刚刚起步，各大企业布 局加速
无线充电技术产业及市场情况。 无 线 充电技 术 现已在包 括 智能手 机、PC电视、电动汽车等多 个 领域 实现 应用，无 线 充电方案已基 本成 熟，现在 重点关注的是成本 和兼容 性。据市场研究公司IHS iSuppli数据 分析，2011年全球无线充电设备销售 收 入 达8 . 8 5 8 亿美 元，比 2 010 年 增 长 616%，随后几年呈急剧增长态势；预 计 2 014 年 配备无 线 充电 功 能 的 设 备 出货量将由2010年的360万台增长65 倍，增 至 2 . 3 5 亿台，市场 规 模 将增 至 18 0 亿 美 元；2 015 年 将 达 到 2 4 0 亿 美 元左右。
刀、无 绳电话 等部 分家电产品中实 高无线充电系统整体电力传输效率 四类技术均面临随着距离增加而电
现实用化，现在其应用范围又 扩大 的 技 术——“直流 共 振 方式”，目前 力利用效率下降 的问题。电 磁感应
到了智能手机领域及电动汽车和列车 尚在研发中。
方 式 从微小电力到10 0 kW以 上 的大
可供电力
数W~数KW
电力利用效率
70 ~ 9 0%（剩余部分主要转 换为热量）
使用频率 涉足企业
10KHz~数百KHz
Powermat、三洋电机、精工 爱普生、昭和飞行机工业、 韩国科学技术院、高通等
数cm~数m
数W~数KW 40 ~ 60%（剩余部分转换 为热量（磁场）和电波（
电场）） 数百KHz~数十MHz
74
RESEARCH
研究 软科学
我国无线充电技术发展现状 总体看来，国内无线充电技术虽
然起步较晚，但在发展阶段上基本与 国际同步，即快速成长期。
技 术研发快 速 发 展。2 011年山 东省青岛市科 技 发展战略研究所、 山东科 技 大 学、青岛科 技 大 学、海 尔集团超前技术研究中心共同绘制 完 成了“无 线电力传 输产业技 术 路 线图”，从资源 基础、研发需求、技 术 壁 垒、行 业 需 求、产业目标 等方面 描绘了无 线电力传输产业 发展的路 径。同时，一些企业通过独立或是合 作 研发，在 无 线 充电技 术上取得重 要突破并已投 入使用。2013年 硅 展 科 技公司 研发 并 拥 有自主 知 识 产 权 的“ I N P O F I 智 能 无 线 充电 技 术 ”在 美 国 国 际 消 费电子展 上 获得 零售 商 热门奖，这 项 技 术具 备无 辐 射、高电 能转化效率、热效应微弱等特性，填 补了国内在无 线充电技 术方面的空 白。比亚 迪取得了应用电 磁感应 技 术的非 接 触感应式 充电器专利。中 兴 通讯与东 风 汽 车开展合作，并于 2 014 年正 式 启动 我 国第一 条 投 入商 用的无 线 充电公交示范 线，其中大 功 率无 线 充电 技 术 完 全 使 用 我 国自 主 知识产权，率先实现 新能源汽 车 无线充电技术产业化。
主要优势 企 业。随着 无 线 充电 技 术 的成 熟 和应用范围的 扩展，各 大 企 业 纷 纷 开展 研 究 并取得成 果。 在电 磁感应 技 术方面，高通公司 在 收购新西兰奥克兰大学创建的风险
企 业H a l oI P T后，基于 这一 领域 的大 量专利进行“感应电力传输”技术开 发，2012年与法国雷诺公司就开发纯 电动车用无线充电技术签署备忘录， 在 伦敦使 用雷诺公司 和 英 国 D e l t a Motorsport公司的50辆电动汽车开展 电 磁感应 方 式 无 线 充电实证试 验。 在磁 共 振 技 术方面，由M IT研究小 组成立的WiTricity拥有175个磁共振 相关专利，其开发的无线充电技术在 输出功率为3.3千瓦、传输距离为20厘 米的情况下，综合效率达90%；同时与 Delphi、三菱汽车、IHI、丰田等皆有合 作开发，并向半导体公司联发科（MediaTek）授权提供磁共振技术。在电场 耦合技术方面，这一领域较为领先的 包括日本竹中工务店、村田制作所等， 其中竹中工务店基于电场耦合开发的 无线电力传输技术支持水平方向的错 位，并且不使用铁氧体及利兹线圈，由 此可降低产品的重量及成本。
电芯片，二是采用WiCC无线充电卡， 充电卡只需安装在移动设备的电池上， 缺点是不能直接用在无法拆卸电池的 设备上。PMA联盟目前包括美国联邦 通讯委员会（FCC）、AT&T、Starbucks、 三星、B r o a d c o m、L G、华为、G o o g l e
等100多家企业，涉及 通信、消费 设 备、汽 车、零售等多行业领 域 。2 0 13 年10月高 通 也加入PMA联盟，协 助开发能同时支持低 频电磁感应及高频电 磁谐振两种无线充电 技术的新规格产品。
应用研发与商业化是各研发 主 体布局的热点。目前各研发主体均已 在无线充电技术领域展开布局，加速 其应用研发和商业化。发展最为成熟 的电 磁 感应 方 式已进 入市场 开拓 阶 段，Powe r m a t、三洋电 机、精工爱普 生、昭和飞机工业、Fulton Innovation 等众多企业在汽车、轻轨等方面进行 技术开发。高通、WiTricity、索尼、长 野日本无 线、T DK等 企 业和研究机 构正在推进汽车等多领域的磁共振 充电 技 术 研发。村田制 作 所则用约 3 年时间进行电场耦合方式的技术开 发和提高，构筑了以基本专利为中心 的专利网，试制完成了为平板终端及 电子 书 等 便 携 式 终 端 提 供 无 线 充电 的充电台。电波接收方式较为领先的
有希望广泛应用于电动汽车的一种
析无 线充电技 术的技 术原理、标准
四类技 术 基 本成 熟，磁 共 振 方 无 线充电方 式。业内已在 探讨采用
和发展现状、趋势。
式应用前景看好。按可供电范围的差 即使供受电器方向不一致也能供电
无 线充电技 术是指不通 过导线 异，可将目前无线充电技术分成电磁 的磁 共 振 方 式，利用十字路口路旁
除企业联盟外， 美 国、欧 洲 和日本 等 标准化机构或相关 协 会 团体也 抓 紧 推 进无线充电技术标 准，探索在多领域的 实用化。国际电工委员会（I E C）和 国 际 标 准化 组 织（I S O）的 共同工作 组“ P T619 8 0 ”正在 推 进电动 汽 车领 域的无线充电技术标准化；日本总务 省、JARI（日本汽车研究所）、JSA E （日本 汽 车技 术会）、J E I TA（日本电 子信息技术产业协会）等都在进行无 线充电技术的研究和标准制定工作。
72
RESEARCH
研究 软科学
电力均可实现传输，充电效率在70% 左 右；磁 共 振 方 式可实现向数十厘 米 至数 米 距离的无 线传输电力，在 远离供电底座的垂直方向上拥有较 高的自由度，但 距 离增 加 会 降 低 充 电效率，约为4 0 % ~ 6 0 %；电场 耦合方 式的传输距离较短，充电效率为70% 左 右；电波 接 收 方 式 适用于大范围 且不易受 环境 影 响的电能传 输，传 输效率也较低。因此 提高无 线 充电 的效率成为未来主要的突破方向。
技 术 标准。各类 无 线 充电技 术 标 准竞争激 烈，目前全 球无 线 充电 技 术 标准主要有Qi标准、A4W P标 准 和 P M A 标 准 三 种。基 于 电 磁 感 应方式的Qi标准，由无 线充电联 盟 WPC（Wireless Power Consortium） 制定，是唯一向所有厂商都开放的标
电；或 是在高速 公路的中央分离 带 设 置供电器， 为行驶在高速公 路上的汽车进 行“ 行 驶 供 电”
需布线和充电端
，由 此 将 带 来 公
子，具 备 较 高 的
Leabharlann Baidu
路等社会基础
便 捷 性 。随 着 电
设施领域的巨大
力电子器 件、功率 变 换和控制技 术 感应方式、电场耦合方式、磁共振方 变革。但是磁共振方式的充电距离与
的发展，无线充电技术在转换率、低 式和电波接收方式（如表1所示）。其 其线圈本身的Q值相关，因此对材料
辐 射 等方面逐 渐取得 突 破，目前无 他新技术也在不断涌现，如日本村田 具有较高要求。
线 充电已经在电动牙刷、电动剃须 制作所提出的借助开关技 术大幅提
高 效率是 未 来 主 要 突 破 方向。
（Wireless Charging Technology）领 更多领域。
主流模式。磁共振 方式因其 具有自
域的发展日益引起各方关注。本文基
由度较大、无辐射和无电磁干扰的优
于上海市软科学研究基地——前沿技 无线充电关键技术取得突破，高效率 点，未来应用前景最好，被认为是最
术发展研究中心的有关成果，研究分 是未来主攻方向
而是通过电磁感
类型
应、电 磁 共 振、
电磁感应方式
磁共振方式
电场耦合方式
电波接收方式
纵向设置的供 电器向汽车下方
射 频 、微 波、激
示意图
设 置 的受电器充
光等方式经由空 气介质实现非接 触式电能传输的 技 术 。相 较 于 传 统 的 电 力 传 输， 无线充电技术无
可供电距离
数mm~10cm左右
RESEARCH
研究 软科学
全球无线充电技术及其发展态势分析
总体看来，我国无线充电技术在发展阶段上基本与国际同步。
文 祝毓 杨帆
随着各项技 术的成熟以及 对无 领域，未来无线充电技术将不断扩展
当前最成熟、最普遍的是电磁感
线 充电需求的增加，无 线 充电技 术 到医疗、电力、航空航天、节能环保等 应方式，近几年必定它是无线充电的
的感应磁场也能为设备充电，从而扩 大了充电范围；A4W P 还可以根 据充 电设 备 的 数 量和 缺 电状况自动 调 整 能量分配方案，以实现节能目的。目 前A4W P联 盟已有 超 过4 0 个成员，包 括三星、Qualcomm、Broadcom、Gill
I nd u s t r ie s、英 特尔 和 SK Telecom等。 基于电磁感应方式的PMA标准，全称 Power Matters Alliance，2012年由Duracell Powermat公司（宝洁与无线充电技 术公司Powermat合资经营）发起制定， 致力于为符合IEEE协会标准的手机和 电子设备打造无线充电标准。PMA标 准充电方式有两种：一是内建无线充
长野日本无线、高通、索 尼、富士通、WiTricity等
数mm~数cm 数W~数百W
数十cm~数m（用于家中 的终端）
1W以下
60 ~ 9 0%（剩余部分转换 为热量）
相当低（剩余部分转换为 电波）
数百KHz~数MHz
丰桥技术科学大学、竹中工 务店、村田制作所等
中波~微波
英特尔、日本电业工 作、Powercast、沃尔沃、三
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RESEARCH
研究 软科学
准。Qi采用较小 的 感 应 线 圈，能 够 较 容 易地 在 较 高 频 率 下传 输 能 量； 但是由于充电 距离 较 短，因此在实 际 使 用中不够灵 活。目前，Q i 标 准 从移 动 终 端 向高 功 率 的 数 码 产 品， 甚 至 基础设施无线充电设备领域不断 扩展，全球市场上已有562 款Qi认证产品，包括产品 和组建。WPC联盟成员已 达2 0 0 多家，包 括 C onve nient Power、Fulton Innovation、美国国家半导体、 奥 林巴斯、飞利浦、高通 等，涵盖电池、消费电子、 设备制造、基础设施等众 多领域。基于磁共振方式 的A4W P 标 准，全称 A l l iance for Wireless Power，由 高通、三星以及Powermat 共同创建，为包括便携式 电子产品和电动汽车在内 的电子产品无线充电设备设 立技术 标准和行业对话 机 制，推 进 磁 共 振 方式 无 线充电技 术 标准化。由于该 联 盟 成 立较 晚，目前采用 A4W P 技 术 标 准的产品不多。为提高传 输效 率，A4W P采用了更 大的 输出线圈， 能同时 为多台设 备充电；同时由于 设 定了精确的共 振 频率，使得 微弱
有英特尔、日本电业工作、Powercast 等，Powercast研制的微型高效接收电 路可以捕捉从墙壁弹回的无线电波能 量，在随负载做出调整的同时保持稳 定的直流电压，其已与飞利浦公司签 署合作协议，进一步推进商业化。
无线充电产业刚刚起步，各大企业布 局加速
无线充电技术产业及市场情况。 无 线 充电技 术 现已在包 括 智能手 机、PC电视、电动汽车等多 个 领域 实现 应用，无 线 充电方案已基 本成 熟，现在 重点关注的是成本 和兼容 性。据市场研究公司IHS iSuppli数据 分析，2011年全球无线充电设备销售 收 入 达8 . 8 5 8 亿美 元，比 2 010 年 增 长 616%，随后几年呈急剧增长态势；预 计 2 014 年 配备无 线 充电 功 能 的 设 备 出货量将由2010年的360万台增长65 倍，增 至 2 . 3 5 亿台，市场 规 模 将增 至 18 0 亿 美 元；2 015 年 将 达 到 2 4 0 亿 美 元左右。
刀、无 绳电话 等部 分家电产品中实 高无线充电系统整体电力传输效率 四类技术均面临随着距离增加而电
现实用化，现在其应用范围又 扩大 的 技 术——“直流 共 振 方式”，目前 力利用效率下降 的问题。电 磁感应
到了智能手机领域及电动汽车和列车 尚在研发中。
方 式 从微小电力到10 0 kW以 上 的大
可供电力
数W~数KW
电力利用效率
70 ~ 9 0%（剩余部分主要转 换为热量）
使用频率 涉足企业
10KHz~数百KHz
Powermat、三洋电机、精工 爱普生、昭和飞行机工业、 韩国科学技术院、高通等
数cm~数m
数W~数KW 40 ~ 60%（剩余部分转换 为热量（磁场）和电波（
电场）） 数百KHz~数十MHz
74
RESEARCH
研究 软科学
我国无线充电技术发展现状 总体看来，国内无线充电技术虽
然起步较晚，但在发展阶段上基本与 国际同步，即快速成长期。
技 术研发快 速 发 展。2 011年山 东省青岛市科 技 发展战略研究所、 山东科 技 大 学、青岛科 技 大 学、海 尔集团超前技术研究中心共同绘制 完 成了“无 线电力传 输产业技 术 路 线图”，从资源 基础、研发需求、技 术 壁 垒、行 业 需 求、产业目标 等方面 描绘了无 线电力传输产业 发展的路 径。同时，一些企业通过独立或是合 作 研发，在 无 线 充电技 术上取得重 要突破并已投 入使用。2013年 硅 展 科 技公司 研发 并 拥 有自主 知 识 产 权 的“ I N P O F I 智 能 无 线 充电 技 术 ”在 美 国 国 际 消 费电子展 上 获得 零售 商 热门奖，这 项 技 术具 备无 辐 射、高电 能转化效率、热效应微弱等特性，填 补了国内在无 线充电技 术方面的空 白。比亚 迪取得了应用电 磁感应 技 术的非 接 触感应式 充电器专利。中 兴 通讯与东 风 汽 车开展合作，并于 2 014 年正 式 启动 我 国第一 条 投 入商 用的无 线 充电公交示范 线，其中大 功 率无 线 充电 技 术 完 全 使 用 我 国自 主 知识产权，率先实现 新能源汽 车 无线充电技术产业化。
主要优势 企 业。随着 无 线 充电 技 术 的成 熟 和应用范围的 扩展，各 大 企 业 纷 纷 开展 研 究 并取得成 果。 在电 磁感应 技 术方面，高通公司 在 收购新西兰奥克兰大学创建的风险
企 业H a l oI P T后，基于 这一 领域 的大 量专利进行“感应电力传输”技术开 发，2012年与法国雷诺公司就开发纯 电动车用无线充电技术签署备忘录， 在 伦敦使 用雷诺公司 和 英 国 D e l t a Motorsport公司的50辆电动汽车开展 电 磁感应 方 式 无 线 充电实证试 验。 在磁 共 振 技 术方面，由M IT研究小 组成立的WiTricity拥有175个磁共振 相关专利，其开发的无线充电技术在 输出功率为3.3千瓦、传输距离为20厘 米的情况下，综合效率达90%；同时与 Delphi、三菱汽车、IHI、丰田等皆有合 作开发，并向半导体公司联发科（MediaTek）授权提供磁共振技术。在电场 耦合技术方面，这一领域较为领先的 包括日本竹中工务店、村田制作所等， 其中竹中工务店基于电场耦合开发的 无线电力传输技术支持水平方向的错 位，并且不使用铁氧体及利兹线圈，由 此可降低产品的重量及成本。
电芯片，二是采用WiCC无线充电卡， 充电卡只需安装在移动设备的电池上， 缺点是不能直接用在无法拆卸电池的 设备上。PMA联盟目前包括美国联邦 通讯委员会（FCC）、AT&T、Starbucks、 三星、B r o a d c o m、L G、华为、G o o g l e
等100多家企业，涉及 通信、消费 设 备、汽 车、零售等多行业领 域 。2 0 13 年10月高 通 也加入PMA联盟，协 助开发能同时支持低 频电磁感应及高频电 磁谐振两种无线充电 技术的新规格产品。
应用研发与商业化是各研发 主 体布局的热点。目前各研发主体均已 在无线充电技术领域展开布局，加速 其应用研发和商业化。发展最为成熟 的电 磁 感应 方 式已进 入市场 开拓 阶 段，Powe r m a t、三洋电 机、精工爱普 生、昭和飞机工业、Fulton Innovation 等众多企业在汽车、轻轨等方面进行 技术开发。高通、WiTricity、索尼、长 野日本无 线、T DK等 企 业和研究机 构正在推进汽车等多领域的磁共振 充电 技 术 研发。村田制 作 所则用约 3 年时间进行电场耦合方式的技术开 发和提高，构筑了以基本专利为中心 的专利网，试制完成了为平板终端及 电子 书 等 便 携 式 终 端 提 供 无 线 充电 的充电台。电波接收方式较为领先的
有希望广泛应用于电动汽车的一种
析无 线充电技 术的技 术原理、标准
四类技 术 基 本成 熟，磁 共 振 方 无 线充电方 式。业内已在 探讨采用
和发展现状、趋势。
式应用前景看好。按可供电范围的差 即使供受电器方向不一致也能供电
无 线充电技 术是指不通 过导线 异，可将目前无线充电技术分成电磁 的磁 共 振 方 式，利用十字路口路旁
除企业联盟外， 美 国、欧 洲 和日本 等 标准化机构或相关 协 会 团体也 抓 紧 推 进无线充电技术标 准，探索在多领域的 实用化。国际电工委员会（I E C）和 国 际 标 准化 组 织（I S O）的 共同工作 组“ P T619 8 0 ”正在 推 进电动 汽 车领 域的无线充电技术标准化；日本总务 省、JARI（日本汽车研究所）、JSA E （日本 汽 车技 术会）、J E I TA（日本电 子信息技术产业协会）等都在进行无 线充电技术的研究和标准制定工作。
72
RESEARCH
研究 软科学
电力均可实现传输，充电效率在70% 左 右；磁 共 振 方 式可实现向数十厘 米 至数 米 距离的无 线传输电力，在 远离供电底座的垂直方向上拥有较 高的自由度，但 距 离增 加 会 降 低 充 电效率，约为4 0 % ~ 6 0 %；电场 耦合方 式的传输距离较短，充电效率为70% 左 右；电波 接 收 方 式 适用于大范围 且不易受 环境 影 响的电能传 输，传 输效率也较低。因此 提高无 线 充电 的效率成为未来主要的突破方向。
技 术 标准。各类 无 线 充电技 术 标 准竞争激 烈，目前全 球无 线 充电 技 术 标准主要有Qi标准、A4W P标 准 和 P M A 标 准 三 种。基 于 电 磁 感 应方式的Qi标准，由无 线充电联 盟 WPC（Wireless Power Consortium） 制定，是唯一向所有厂商都开放的标