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      無線充電技術及市場信息分析

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      關鍵字:無線充電器、QI無線充電器、QI無線充電、QI無線充、QI感應充電、QI無線充電器

      無線充電器是指利用電磁波感應原理進行充電的設備,原理類似于變壓器。在發送和接收端各有一個線圈,發送端線圈連接有線電源產生電磁信號,接收端線圈感應發送端的電磁信號從而產生電流給電池充電。 

      簡介 

      無線充電技術在 2007 年獲得了 20 項專利,多種設備可以使用一臺充電基站、手機、MP3 播放器,電動工具和其他的電源適配器,剪不斷理還亂的情況將不會存在了。通過使用線圈之間產生的磁場,神奇的傳輸電能,電感耦合技術將會成為連接充電基站和設備的橋梁。當前的大部分充電器,例如iPod 和iPhone ,都通過金屬電線直接接觸的方式,給設備內置電池充電。無線充電技術的優勢在于便捷性和通用性。缺點就是效率低和只能提供電能。而Apple 的Dock 連接器不僅僅提供電能,同時還能把音頻和視頻文件通過USB 接口同步到設備上。從技術上看,同時通過無線網絡傳輸數字文件和充電還不現實。在對一些產品的實際測試中,通過 802.11b/g 無線傳輸協議的理想速度在3MB/秒左右,而USB電纜的傳輸速度要快十倍以上,達到20MB/秒以上。無線數據傳輸對于移動設備來說是非常費電的。因此把充電緩慢的無線充電技術和無線數據傳輸一起使用,還是不現實的,所以完全無線的理想生活還得等幾年。不過,無線充電技術還是會給 WiFi 和電池技術帶來進步的。對于不需要數據傳輸的設備來說,這一新技術將會大大減少用戶所需各種充電器的數量。另外,通過采用無線充電技術,公共移動設備充電站將會有可能成為現實。 

      相關報道 

      英國一家公司發明了一種新型無線充電器,它看上去就像一塊塑料鼠標墊,將手機等放在墊上就能充電,并能同時給多個設備充電。  
        據22日出版的英國《新科學家》雜志報道,這個“鼠標墊”里裝有密集的小型線圈陣列,可產生磁場,將能量傳輸給裝有專用接收線圈的電子設備,進行充電。接收線圈由磁性合金繞以電線制成,大小和形狀都與口香糖相似,可以很方便地貼在電子設備上。  
      無線充電技術此前已經出現,但這項新發明更為方便實用。手機等設備只要貼上接收線圈,放置在“鼠標墊”上的任一位置都可充電,不像以前的一些技術那樣需要精確定位。幾個設備同時放在墊子上,可以同時進行充電。充電器產生的磁場很弱,能夠給設備充電但不會影響附近的信用卡、錄像帶等利用磁性記錄數據的物品。 

      發展歷史 

      早在19世紀30年代,邁克爾·法拉第就發現,周圍磁場的變化將在電線中產生電流。19世紀90年代,愛迪生光譜輻射能研究項目的一名助手尼古拉·特斯拉就申請了最初的一個專利。  
        但遺憾的是,這方面的研究延遲了一個世紀。最大的障礙是傳輸效率太低又存在危險。電磁輻射只適合傳送信息,并不適合傳送能量。因為輻射無定向性可言,能量將會浪費在無用的空間中。有人設想使用定向電磁輻射,比如激光,但其可操作性不強且極具危險性。  
        香港城市大學電子工程學系許樹源教授在早幾年曾成功研制出“無線電池充電平臺”,可將數個電子產品放在一個充電平臺上,不需外接電線,透過低頻電磁場自動充電,充電時間與傳統充電器無異。但這一技術仍需要產品與充電器接觸,它主要利用的是近場電磁耦合原理。  
        美國麻省理工學院的研究人員最近在無線傳輸電力方面取得了新進展,他們用兩米外的一個電源,“隔地”點亮了一盞60瓦的燈泡  
        索利亞契奇的設計,非輻射無線能量傳輸有距離的限制,接收器越小則這個距離越短。他計算出筆記本電腦大小的物體可以在幾米的范圍內接受無線能量傳輸,“這樣在每個房間安裝一個發射源,就可以給整個住宅的筆記本電腦供電了?!?nbsp; 
      索利亞契奇希望通過使用不同材料和改進技術,把效率提高到70%至80%。他們相信,改進后的設備將在3到5年內為筆記本電腦、移動電話以及其他設備進行無線充電。 

      工作原理 

         物理學家早就知道,在兩個共振頻率相同的物體之間能有效地傳輸能量,而不同頻率物體之間的相互作用較弱。歌唱家演唱能將裝有不同水量瓶子中的一個震碎,而不影響其他瓶子就是這個道理。這也好比我們蕩秋千時,只需坐在上面讓下垂的雙腿同步擺動就能給秋千帶來動力一樣。  
          
          無線充電技術正是利用了這個原理。同樣,無線充電技術也應用了電磁波感應原理,及相關的交流感應技術,在發送和接收端用相應的線圈來發送和接收產生感應的交流信號來進行充電的的一項技術,用戶只需要將充電設備放在一個“平板”上即可進行充電,這樣的充電方式過去曾經出現在手表和剃須刀上,但是當時無法針對大容量鋰離子電池進行有效充電。無線充電器技術原理構圖如圖所示  
        最初由英國一家公司發明了一種新型無線充電器,它看上去就像一塊塑料鼠標墊,這個“鼠標墊”里裝有密集的小型線圈陣列,可產生磁場,將能量傳輸給裝有專用接收線圈的電子設備,進行充電。接收線圈由磁性合金繞以電線制成,大小和形狀都與口香糖相似,可以很方便地貼在電子設備上。將手機等放在墊上就能充電,并能同時給多個設備充電。 

             無線充電技術此前已經出現,但這項新發明更為方便實用。手機等設備只要貼上接收線圈,放置在“鼠標墊”上的任一位置都可充電,不像以前的一些技術那樣需要精確定位。幾個設備同時放在墊子上,可以同時進行充電。充電器產生的磁場很弱,能夠給設備充電但不會影響附近的信用卡、錄像帶等利用磁性記錄數據的物品。 

      輻射 

            麻省理工學院的研究人員表示,身體對電場的反應很強,但身體對磁場的反應則幾乎沒有,因此這一系統不會影響人體健康。不過,這還只是一種推測,有研究人員對此觀點表示擔心,在真正應用于生活前,還需要進一步進行試驗。  
        做為電子類充電產品,充電器本身避免不了輻射,所以無線充電器有輻射是必然的。但是目前無線充電器的功率很小,充電時間較長,所產生的輻射也小,應該不會對人產生較大的傷害。 

      充電器端口統一化 

         為避免不必要的浪費和產生更多的電子垃圾,中國正在執行手機充電器端口統一標準化。但對于無線充電技術來說,這一點將會得到最大程度的普及:不但手機可以使用,數碼相機、iPone和iPad、筆記本也都可以一同分享這種充電設備。日本富士通甚至準備推出一個更為高級的技術,將這種成功從便攜式電子產品擴大到電動汽車充電中。富士通公司此舉最終目的是在街頭設置公用“充電點”,可以為便攜數碼設備以及電動汽車用戶實現更方便地24小時全天候充電服務。除此之外無線充電器更聰明可節省耗能。雖然無線充電設備的效能接收在70%左右,和有線充電設備相等,但是它具備電滿自動關閉功能,避免了不必要的能耗。而且這個效能接收率在不斷提高,很快將能達到98%。  

        手機將內置充電接受器,并統一無線充電標準  

        要實現手機等產品的無線充電,目前必須有兩個部分:發射器,與電源連接,負責向廣闊空間發射電能;接收器,一般安裝在電子產品上,用以接受電能。目前無線充電技術已經開始在手機產品中運用了,以iPhone手機為例,現在無線充電生產商為使其可具備無線充電功能,則對其進行了改裝,安裝了一種類似“蘋果皮”的“衣服”。作為無線充電接收器,目前它是以增加手機充電外殼的形式出現,但相關改造產品今年中國或將可以推出。目前這個外殼被稱為“Qi門”,它支持iPhone與黑莓手機,用戶不需更換手機可搶先體驗這一功能。在今年年末或明年年初,無線充電接收器會充分“瘦身”,成為手機產品中內置的無線充電接收芯片,只有指甲蓋那么大。目前,諾基亞、飛利浦、LG、三星、索尼愛立信以及RIM等眾多國際知名手機廠商都很支持這一技術,無線充電器也有可能會與手機一起捆綁進行銷售。  

        手機無線充電關鍵在于兼容性,Qi標準可確保品牌兼容  

        無線充電技術主要利用電磁技術,在發射器將電流轉化為電磁,手機通過內置芯片接收器將電磁轉化為電流為手機充電。無線充電技術推廣的關鍵在于確保各廠家無線充電器能夠兼容,Qi標準的制定使無線充電有了統一的技術規范,確保同一充電器對多品牌和多產品的兼容性。無線充電聯盟主席Menno Treffers對外表示,Qi無線充電標準采用的是電磁感應技術,相比于其他技術,效率和安全性都更高。Qi無線充電標準包括接口、性能以及法規三方面,這將對無線充電技術的普及是相當大的挑戰,所以通過Qi標準的手機將可通過任何通過Qi認證的充電基站、底座或是其它可充電裝置進行無線充電。Qi對于裝置的第一項先期要求就是不得高于5瓦特,這對于一些希望筆記本電腦也能同樣通過無線充電技術的廠商可能是一大限制。  

        已有廠商推出Qi標準無線充電產品,市場廣泛  

        全球最大的電池和便攜式照明設備商Energizer(勁量)近日表示將會很快推出支持Qi標準的無線充電器產品,并首先為蘋果iPhone 3GS和黑莓Blackberry Curve 8900用戶帶來無線充電的全新體驗。同時市場調研公司iSuppli提供的數據顯示,無線充電設備市場在2013年將達到140億美元的規模。飛利浦已經開始生產含有無線充電設置新型手機了。飛利浦X723手機已經現身,其采是3.2英寸240X400屏幕,帶GPS和300萬像素攝像頭??上驳氖?,該機將標配無線充電器Xenium Q1(Qi無線充電聯盟標準),但具體上市時間和價格目前尚未透露。


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