無線充電技術對消費和工業(yè)解決方案的影響

無線感應充電的工作原理是功率傳輸?shù)幕驹?，在一定距離內(nèi)在感應發(fā)射器和接收器線圈上產(chǎn)生電磁場，而無需任何電纜連接。

全球無線充電市場規(guī)模，預計從2020年到2027年以22.2%的年復合成長率成長，到2027年達到402.4億美元。

該技術的主要目的是以無線方式為工業(yè)設備，個人電子設備，家用電器和便攜式設備充電，而無需任何電纜，效率更高。與其目標相反，無線感應充電在沒有電纜的情況下不完全工作，因為它沒有通過電池供電。

充電站/發(fā)射器仍將通過電源線與主電源插座連接，并在沒有電池時保持持續(xù)連接。但是像智能手機這樣的小型個人電子產(chǎn)品可以無線充電。它必須放置在無線站/發(fā)射器附近。

充電站/發(fā)射器包含一個線圈，交流電（交流電）通過該線圈流向個人小工具的接收器線圈，該電產(chǎn)生電磁場。當智能手機等小型個人電子產(chǎn)品在此電磁場區(qū)域內(nèi)充電時。

在工業(yè)中采用無線充電技術的優(yōu)勢

無線感應充電正在迅速從理論向商業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品的標準功能發(fā)展。在智能手機，耳塞/AirPods，手表等消費電子設備中尤其如此。這最大限度地降低了有線充電要求，并接受了通用的無線解決方案，以使用單個站/發(fā)射器為所有電子設備的個人小工具充電，并提高友好性。電子廢物減少以支持像Qi（Chee）標準這樣的通用解決方案，并且可以最大限度地減少充電器對不同設備的特定要求。由于接收器按需提供功率請求，它更加靈活和節(jié)能，并且可以在發(fā)射器端相應地設置功率傳輸限制，以實現(xiàn)所需的功率傳輸。它還增加了電池供電和有線設備的靈活性，以避免更昂貴，危險和不可行的選擇。

無線充電的唯一缺點是它比有線充電器產(chǎn)生更多的熱量，并且還需要放置特殊的機械成型/腔體。

我們來談談當前無線感應充電技術基礎的發(fā)展趨勢

無線充電技術的成熟正朝著兩個主要方向發(fā)展：基于射頻的充電和基于耦合的充電。對于安全和全球感應式無線技術支持，主要形成兩個標準來支持無線充電：Qi由無線充電聯(lián)盟（WPC）標準;合并的空中燃料;PMA由權力物質(zhì)聯(lián)盟;和無線充電聯(lián)盟 （A4WP） 標準的 A4WP。

電感耦合功率傳輸還能夠支持高于千瓦級的高功率傳輸。它廣泛用于工業(yè)自動化領域，如機器人操作，自動水下航行器，感應發(fā)電機和電機。為了給包括插電式混合動力電動汽車（PHEV）在內(nèi)的電動汽車（EV）的電池供電，在1至10KW的功率下，距離小于厘米，整體效率高于80-90%。中低功率近場充電，廣泛用于醫(yī)療機構和家用電器，如感應牙刷，電視，照明墻開關和小型個人電子便攜式設備。最近，越來越多的應用涉及油井、海上能量收集、煤礦、電動自行車、傳感器、可穿戴設備、植入式系統(tǒng)、RFID、發(fā)光二極管（LED）顯示器、電力線通信和智能電網(wǎng)。

在無線充電技術中，如今，基于耦合的充電，特別是電感式充電是工業(yè)和商業(yè)的選擇，因為實現(xiàn)簡單且成本低，功耗更低，頻率更低，效率更高，以及消費者對RF指令的安全性問題。

磁感應和磁共振耦合都作用于近場，其中產(chǎn)生的電磁場命令靠近散射物體/發(fā)射器的區(qū)域。近場功率根據(jù)充電距離倒數(shù)的立方體衰減。

電感耦合

它的工作原理是磁場感應的基本原理，即在兩個線圈之間傳遞電能。

功率傳輸是由于次級接收器線圈上的初級線圈產(chǎn)生的電磁場變化，并在磁場內(nèi)感應電流/電壓，通常小于波長。該感應電壓可用于為無線設備充電。

電感耦合的工作頻率通常在110KHz至205KHz范圍內(nèi)的千赫茲范圍內(nèi)。次級線圈應調(diào)整到工作頻率，以提高充電效率。

由于功率衰減較高，因此有效充電距離小于20cm，因此質(zhì)量因數(shù)通常較小。例如 - RFID和整體有效功率可以實現(xiàn)更高的電動汽車千瓦。

磁感應耦合的優(yōu)點包括易于實施，操作方便，近距離（同樣小于線圈直徑）的效率更高，并確保安全性。因此，它適用于小型個人和便攜式電子設備。

個人電子產(chǎn)品和便攜式設備的市場更側(cè)重于WPC形成的內(nèi)部接受的Qi標準。Qi標準主要側(cè)重于磁感應功率傳輸，支持單個站為所有個人設備充電，數(shù)字帶內(nèi)鏈路用于識別兼容設備和控制功率電平。

磁共振耦合

它的工作原理是倏逝波耦合的基本原理，該原理通過振蕩磁場在兩個諧振線圈之間產(chǎn)生和傳輸能量。

它可以實現(xiàn)高能量傳遞效率，向外泄漏小，無諧振。

該技術可應用于一個發(fā)射諧振器和多個接收諧振器之間。因此，它能夠以更高的質(zhì)量因數(shù)同時對在MHz頻率范圍內(nèi)運行的多個設備進行充電。

盡管如此，來自Airfuel的磁共振功率傳輸也集中在以6.78MHz的頻率運行的行業(yè)，單個功率傳輸單元可以供電到多個功率接收單元。BLE 鏈路用于識別兼容設備和控制功率電平。

審核編輯：郭婷