无线充电讲义

1、大家好，我是大家的老朋友，尹志鹏。今天在这里向大家介绍一项新兴的射频技术，无线充电技术，由于本人的才识所限，我今天在这里只是对无线技术进行简单的讲解，力求启发民智，激发兴趣，希望在下面的一段时间里您不会觉得无聊。在我讲解之前，请允许我向我的组员张元杰，胡修瑞，刘刚，王嘉楠致敬，他们在幕后的努力是值得我敬佩的，还要感谢老师给予这种展示自我能力的机会，同时谢谢大家稀稀拉拉有经久不息的掌声。下面我们进入正题我将分由5个部分讲解首先我们进入第一部分，无线充电技术简介，与其说简介不如说是我们为无线充电技术下的一个通俗易懂的定义。那，什么是无线充电技术呢？我将请在座的某一位来回答，开个玩笑，还是我自己来作

2、答吧，所谓的无线充电技术，简单地讲，就是没有线，也可以为电池充电，这种充电方式适用的范围较广，从日常生活的手机，MP3这之类的低功耗电器，到植入病人体内的医疗设备，再到部分低功耗的传感器网络。是一种既适用于科技，又贴近生活的技术。我们现今每个人都有一个手机，但自从进入了智能机时代，手机电量一直是我们的一大话题，现在只要你带着几个充满电的充电宝，到哪里都是最可爱的人。可是，携带这样的东西毕竟还是过于麻烦，所以无线充电技术是一个较好的解决方案。那么，这样的技术是从哪里来的呢，是谁发明了它，是谁传承了它，我们即将进入第二部分，由我来为大家介绍无线充电技术的前世今生。无线电能传输技术（Wireless

3、 Power Transfer Technology）又称无接触电能传输（Contactless Power Transmission，CPT）技术。早在1890年，著名电气工程师（物理学家）尼古拉特斯拉(Nikola Tesla)就已提出。无线充电的概念虽然早已提出，但是并未得到足够的重视，虽然有些电动牙刷、无绳电话就已经开始采用这种技术来充电。不过当时的技术很不成熟，其电力传输效率很低，发热量大，辐射也较大，安全性不好，在一段很长时间内无线充电技术没有什么声音。但是，是金子总会发光，进入21世纪后，无线充电技术开始受到人们的重视。2007年美国麻省理工学院的研究小组用其试制的无线电力传输装

4、置，向2M外的60W的灯泡供电，并成功点亮了它。这使得人们的视线再次聚焦到了无线充电技术上。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%。2009年，Fulton公司与TI在CES2009上展示了一款专为iPhone打造的无线充电器，但前提是iPhone必须使用改装后的专用电池。英国SplashPower公司2005年初上市的无线充电器Splash pads WildCharge公司也在2007年上市了两款无线充电设备。英国的splashpo

5、wer，和美国的fulton公司，还有wildcharge公司是提供无线电源解决方案的几家比较大的公司。此外：Power mat公司在2009年10月份发布了几款无线充电器系列产品，该系列产品主要由底座和无线能量接收器组成。除了通用接收器之外，Powermat公司还专门为iPhone，iPod，任天堂游戏掌机，黑莓手机等产品设计了专用的无线能量接收器的无线充电器。2010年，日本富士通公司利用磁谐振无线电能传输技术实现为一个以上的设备充电。实验结果显示无线传输距离大约在15厘米左右，而且对多个设备充电时，设备相对于充电器的位置没有任何限制。采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一

6、百五十分之一2010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。中国在这方面也有所建树，重庆大学自动化学院孙跃教授带领的课题组，攻克了无线电能传输的关键技术难题，建立了完整的理论体系，研制出的无线电能传输装置能够输出600W至1000W的电能，传输效率为70%，并且能够向多个用电设备同时供电，即使用电设备频繁增减，也不会影响其供电的稳定性。上图，有图有真相。我说过，无线充电用途广泛，目前在医疗，交通及航天领域，都有发展，由于时间关系不再赘述。无线充电技术很是有用，我们不禁要问，这么牛逼的技术，是如何运作

7、的。或者，我们可以说，无线充电技术这款游戏的规则是什么？下面，我们进入第三部分，无线充电技术的原理部分。目前无线充电技术的实现，主要有三种方案：电磁感应技术，无线电波技术，非辐射性磁耦合共振。电磁感应技术利用电磁感应原理进行充电，类似于变压器，这是原理图这是实物图然后这是电磁感应技术支持的无线充电的产品无线电波技术其实是利用了电磁波的传输，我们在上学期学过的电磁波课程里有接触过，就是在谐振的电路中，让电路中的电容处于向外张开的状态，然后向外面发射电磁波。利用指向性的天线或雷射使电磁波集中朝同一方向发射是一个理论上可行做法，早在1968年，美国航太工程师彼得格拉泽就提出轨道太阳能发电站(Sola

8、r Power Station)的构想。但由于卫星上的传送器必须不停的追随接收器，因此实际应用上受到太多局限。2008年，Powercast公司研制了微型高效接收电路，有点像WiFi，只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器，Powercast解决方案就可以将无线电波转化成直流电，在约1米范围内为不同电子装置的电池充电。1米，有点太小了，这个范围。然后是在交通上的应用，韩国首尔一座游乐园内试运行一种新型电车。这种电车在铺有电感应条的路面上行驶时可“无线”充电，不像传统电车需通过路轨或头顶电线获得电力。还有将供电线圈埋入道路中，在红灯停车时和行驶中为电动汽车充

9、电的构想，以及利用植入轨道中的线圈为行驶中的磁悬浮列车供电的设想。本来停车等红灯是挺闹心的事，但是给你车充电，这简直爽歪歪。我们先提个实验2007年6月，麻省理工学院(MIT)以马林索尔贾希克（Marin Solijacic）为首的研究团队首次演示了灯泡的无线供电技术，他们从2m远处成功地点亮了一个60W灯泡。这个实验立即引起了人们的极大关注。这是之前提过的一个实验，细心的同学一定发现了，我之前提到过这个实验就是基于我们要讲的第三个原理非辐射性磁耦合共振。非辐射性磁耦合共振基本原理两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量，而对不同振动频率的物体几乎没有影响。这个技术的优势在于，当发射端通电时

10、，它并不会向外发射电磁波，而只是在周围形成一个非辐射的磁场。这个磁场用来和接收端联络，激发接收端的共振。因此在传输能量时的损耗可以做到更小。它所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一。而且在远距离电力传输时，这项技术产生的磁场也更小，强度只和地球磁场强度相似，完全不用担心会产生什麽不良影响。这项技术的应用是海尔彩电在2010年的CES展会现场推出的全球第一款“无尾电视，一台省略了视频线、音频线、信号线、网线甚至电源线的真正的、彻底的“无线电视”。我们制作了一张表格，来对比一下这三种技术之间的优劣，无线电波技术似乎是在传输距离和功耗上更胜一筹，但是，由于这种传输方式，有大量的电能被浪费了

11、，所以这三种技术还是各有千秋。既然谈到优劣，我们不妨更深入的探讨一下，有好就有坏，无线充电技术也是一把双刃剑，我们之前说了它太多的好处，现在，我们来看看无线充电技术的问题所在。总体上来说ppt除了技术上的问题外，还有一些实际问题，比如说辐射问题，会不会生活在电磁辐射的海洋中？会不会对其他用电设备产生干扰？又比如成本问题，使用限制，因为现在无线充电只能在较小范围内进行，还有一点，充电效率，你充的还没有我用的快，那要你何用，这些都是急待解决的问题。有问题就有改正的余地，就有发展的前景，我们来看看，这个新兴技术，能掀起多大的浪。目前，无线充电的发展由3个标准联盟组织推动，这三个联盟组织分别有自己独立

12、的无线充电标准，且基本不兼容。这三个标准是PWA、Qi和A4WP标准。PWA标准全称为PowerMattersAlliance，由DuracellPowermat公司发起，主要成员有AT&T、Google、星巴克、华为、中兴、Samsung以及LG，在无线充电领域具有领导地位。星巴克，你没有看错，一个跟电子技术扯不上什么关系的商家也来掺一脚，看来茶水工能当上百万富翁也不是没道理的。Qi标准是由全球首个无线充电标准化组织无线充电联盟（WirelessPowerConsortium）于2010年在中国发布的无线充电标准。该标准主要为功率在5W及5W以下的无线充电模块提供技术支持。目前，无线充电联盟已有成员企业138家，包括爱特梅尔、Nokia、Philips、德州仪器以及我国信息产业部通信电磁兼容质量监督检验中心，好家伙，这名字，没累死我。已经上市的Qi产品众多，这些符合Qi标准的充电器充电效率在70%以上，而且很快就会达到98%。A4WP(AllianceforWirelessPower）标准的简称，由美国高通公司、韩国三星公司和Powermat公司共同创建.与前两者不同，该标准采用电磁共振