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突破远距离充电的难关 无线充电即将所向披靡

导读: 电动汽车、移动设备和工业应用正在重新关注无线充电技术。

电动汽车、移动设备和工业应用正在重新关注无线充电技术。

众所周知,电在空气中传播的距离很长,但是,离开了电线,好像从来没有一种实用或者可靠的方式可以给电子设备供电。

实际上,无线供电已经出现很多年了。无线供电能否延长电池的寿命,目前尚不完全清楚。但是,终端设备处理能力和功能日益增强,相比之下,电池容量改善缓慢,为了缓解日益增长的功能和落后的电池之间的矛盾,以及应对电动汽车和连接性工业应用等新兴市场的持续增长,无线充电重新引起了人们更多的关注。

“我记得,10年前或15年前,医疗植入物就可以使用袖带或线圈进行充电,这样就不必回去做手术了。”西门子-Mentor公司的产品营销经理JeffMiller说。“或者在卡车上给轮胎压力监测系统充电时,因为轮胎上没有电线,没法进行有线充电,而且你肯定也不想把轮胎拆下来,所以必须采用不同的方法进行充电。”

大部分无线充电应用场景涉及工业、汽车或可充电电动牙刷等低端消费类产品,但是现在,智能手机也越来越多地集成了无线充电功能。智能手机主要基于Qi标准,该标准依靠发射器和接收器之间的磁感应完成能量传输,在充电过程中,发射端和接收端需要靠得很近,基本上都快接触上了。

除此之外,人们还在努力开发能在几英尺之外以同样的充电时间完成手机充电的方案,而且这种方案除了给手机充电,还有可能在同一时间利用磁场、超声波、激光或各种频率的射频信号给许多其它装置充电,除了充电之外,甚至还可以传输媒体数据。

“不通过电缆传输电力的基础物理学已经问世几十年了,难点不在于通过空气传输电力,而是能够在受限的场强范围内,不受干扰地传输电力,同时能够把成本降下来,使之成为大众化的产品。”无线充电联盟(WPC)主席MennoTreffers称。该联盟的目标是将之前两个竞争性的技术规范合并,统一到其用于近场手机充电的Qi标准中。

Treffers说,要让大多数无线充电产品产生并实际能够提供智能手机充电所需的5瓦或更高功率的电力,是一件非常困难的事情。

“做个看起来像是在15英尺之外给手机充电的演示很简单,真正重要的是数据。”他说。“如果你只是向一个需要5W功率的设备传输毫瓦级别的电力,那基本上毫无用处。使用磁感应技术,你可以得到5W的充电功率,但是有的电器的功耗是2.4千瓦,笔记本电脑和无人机功耗也在60瓦到100瓦之间。远处充电可以帮您实现永远不再需要充电的梦想,但是,理想很丰满,现实很骨感,我们远远没有到解决更高功率无线充电难题的程度。”

无线充电的优势

根据IHSMarkit2月份发布的一份报告,消费者希望摆脱充电插头带来的不便的欲望,帮助2017年支持无线充电功能的消费品出货量增长了40%,至大约5亿部。到2022年,配备无线充电功能的智能手机将达到9000万部。

2014年是智能手机搭载无线充电功能的元年。当时,星巴克安装了PowerMat的充电板,该充电板采用PMA标准(现由AirFuelAlliance管理),麦当劳在其位于英国的50家门店安装了支持竞争性的Qi标准的充电器。这也反应了无线充电标准的分化,三星和AT&T支持PMA,飞利浦、高通和诺基亚支持无线充电联盟的Qi。

突破远距离充电的难关 无线充电即将所向披靡

苹果去年新机支持Qi标准的决策打破了两种竞争标准的力量平衡,这场战斗最终以今年1月8日公布的整合两种标准的协议而告终。IHSMarkit的报告预测,三星和苹果手机采用统一的无线充电标准,将促使其它手机制造商加入进来,并进一步提升用户数量。

远距离充电

另外一条大新闻来自FCC,最近,它认证通过了两款支持远距离无线充电的产品-一个是3英尺,另一个是80英尺。现在为智能手机电池充电的商业产品中,还没有一个超过几英寸的。

去年12月,FCC认证通过了一款名为WattUp的中场发射器,它是一个基于射频技术的一对多充电单元,可以在三英尺距离使用900MhZ和5.8Ghz为设备充电。

它还认证通过了Powermat公司的3瓦PowerSpot发射器,该发射器采用射频技术,最远充电距离可达80英尺。它使用通常为ISM保留的915MHz,频段也可以在850到950MHz之间,这是UHFRFID产品的更典型频段。

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