无线充电迎来新风口？未来会取代有线充电吗？

迎来春天前 无线充电还有这些事要解决

随着物联网、可穿戴和便携式设备的发展,人们对于智能电子产品的依赖性越来越高。然而杂乱的充电线时常会让消费者感到头疼，频繁插拔线材对充电接口也会造成一定损伤，于是人们开始寻求新的充电方式来改变这一状况。当下，越来越多的电子设备开始采用无线充电技术。

日前，小米十周年发布会上发布了小米10“超大杯”系列，将无线充电的功率提升至50W，理论上通过无线充电花40分钟即可将手机电量充满。同时，小米还推出了两款无线充电配件产品，以配合手机的使用需求。利用无线充电技术强势吸引眼球的并非小米一家，在今年华为、三星等发布的新品中，也能不断看到无线充电技术的身影。

通过电磁感应给手机无线充电

简单来看，无线充电技术是一种非物理接触的电能传输方式，对于充电器的位置没有限制，使用时只需将移动设备放置在充电板上即可完成充电。

当前，无线充电作为一种便携式的充电方式，已被应用到了生活中的诸多领域，适用范围主要包括各种小功率电子设备，例如手机、平板电脑、电动牙刷、手环、电子手表、电子眼镜等。

在公共区域，无线充电技术还常被用来提供公益性或租赁式充电服务，并将成为未来生活中重要的应用场景，例如让电动 汽车 摆脱粗重的充电线缆，实现随时随地充电。

那么，该技术究竟是如何完成充电的？“无线充电技术最早起源于1890年尼古拉·特斯拉的无线电力输送设想，主要理论基础是电磁感应，简单可以理解为‘电生磁、磁生电’原理。”厦门大学信息学院副院长洪学敏教授说。

洪学敏以手机无线充电器为例解释说，无线充电器中有一个磁芯，外面绕有线圈，充电器内部的电流通过线圈时会产生感应磁场，而电磁场能够进行空间传播。同时，手机中也有一个相应的接收线圈，在一定空间范围内，能够接收到充电器发出的电磁场，再经过一定的电路处理，就可以给手机充电了。

随着充电技术的不断发展，现在通过磁共振、电场耦合、无线电波传输等方式也可以实现无线充电，不过专家认为，当前主要的几种无线充电方式各有利弊，近乎完美的无线充电方式还没出现。

“电磁感应式是目前发展最为成熟、可以大规模普及的一种方式，它对于环境的适应能力比较强，而且已经实现了商业化和产业化。”华东师范大学通信与电子工程学院、上海市多维度信息处理重点实验室李庆利教授介绍说，这种方式采用的电磁波频率较低，远场区域仅存在少量电磁波，因而对其他设备不会造成太大的电磁干扰。但是，这种方式的充电效率较低，较难满足大功率电器的充电需求。

此外，磁共振无线充电方式具备传输距离远、可以一对多无线充电等优点，适合未来在新能源 汽车 无线充电、公共场所无线充电热点布置等应用场景中推广使用，但是技术发展还不够成熟。同时，无线电波式、电场耦合式的无线充电技术在未来的产业化应用场景，也需要进一步 探索 。

用电更安全、防水防潮性更好

据专家介绍，有线充电和无线充电的区别不仅仅在于充电方式的差异，二者对电子设备的硬件性能也有着不同的要求。

“比如手机、智能穿戴等电子设备一般包含中央处理器（CPU）、数字信号处理（DSP）等运

算处理芯片，无线充电的高频交变电场可能会对这些芯片产生一定程度的干扰，在设计上需要加强对交变电场的屏蔽措施，或采用具有更高抗干扰能力的芯片。”李庆利说。

洪学敏也指出，无线充电目前还存在功率损耗方面的问题，充电时容易产生不必要的热能，使得充电过程中电子设备的温度明显上升，因此设计无线充电类型的产品，需要选取耐热性能比较好的电池。

无线充电技术逐步走向成熟，也给电子产品带来了新的变化，使得新型电子产品具备了更多的新优势：首先，无线充电技术解决了当电子设备过多时，消费者手中线缆过多的问题；另外，免插拔设计的电子产品具有较高的用电安全性，可避免电源线腐蚀老化带来的漏电风险；设备密封性好，具有较好的防水防潮能力，在潮湿或易积水场合也能安全使用。

“无线充电技术极大地满足了人们对电子设备便携性、高效率等品质的追求，可以说无线充电技术是未来的主要趋势。”李庆利说。

完善用户体验是全面普及的关键

虽然与传统的有线充电方式相比，无线充电技术具有诸多优势，但是该技术诞生至今并没有全面普及，个中原因既包括当前技术上的限制，也不乏人们对无线充电技术存在认识误区。

“无线充电设备需要内置充电线圈，这造成便携式设备体积相对有线充电方式的要大，同时增加了产品的成本，用户接受度差。此外，实际使用过程中，无线充电的功率仍然较低，也使得用户体验较差。”洪学敏说。

“未来，要实现无线技术的完全普及，还需要学术界和工业界一起携手进行技术上的突破。”李庆利建议，从技术角度看，可以研究减小接收端线圈体积的方法，尝试设计新材料线圈；研究提高充电效率的方法，缩短充电时间，比如从充电波形、电路设计、线圈新材料选择、提高电池充电电流等方面考虑；鼓励厂商形成相关产业联盟，并严格按照国家标准进行设计和生产，严格控制产品质量，防止出现充电安全事故给用户造成损害。

洪学敏则认为应当进一步完善相应无线充电国家标准，建议国家给予更多政策支持，推动产学研相结合。同时，应大力宣传无线充电的安全性及优点，使用户逐渐消除对无线充电的误解。

无线充电的原理是什么？无线充电会得到普及吗？

1无线充电的原理是通过近场感应，无线充电设备将能量传导到充电终端设备，终端设备将接收到的能量转化为电能，储存在设备的电池中。能量传导的原理是电感耦合，可以保证没有外露的导电界面。不仅可以省去设备间杂乱的传输线，对于电动牙刷等经常接触液体等导电介质的电子设备也更加安全。电磁感应无线充电是应用最广泛的无线充电方案。高中物理教材中提到，一定频率的交流电通过初级线圈，然后电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从发射端传递到接收端。

2目前的无线充电方案主要基于感应技术，技术简单，成熟度高；这项技术是基于法拉第电磁感应定律。穿过导体切割磁场会产生电动势。一般由两个线圈组成。初级线圈通上交流电，会产生磁场，次级线圈由于交变磁场的存在，会感应出交流电。感应式无线技术的缺点是充电功率低，充电距离短，定位精度高。除了开放的充电标准，还有很多私有的无线快充协议。手机厂商开发的私人无线快充，一般会在兼容Qi标准的基础上，通过定制开发手机的无线充电器件和无线充电线圈，实现更高的充电功率。

3无线充电会得到普及。目前我们日常生活中常见的无线充电模式有一个非常明显的局限性，就是手机和无线充电设备需要整齐的贴在一起。有时候，你甚至会遇到手机倾斜的情况，或者戴着保护壳无法充电的情况。虽然目前已经有了很多改进和进步，但是在很多场景下，这种需要贴在一起的电磁感应充电方式限制了设备的便利性和实用性。

1、首先需要拥有一部支持无限充电的手机，例如iPhone X、iPhone8、iPhone8 plus等。

2、然后需要从正规渠道购买无线充电器，推荐去官方经销商购买。

3、接着给无线充电器通电，接上电源之前请确保周围没有磁性物体。

4、然后将其放在一个平整的地方，防止手机从上面滑落。

5、最后将手机放于无限充电器上即可，注意手机的无线充电感应区一般为手机中部。

无线充电器的工作原理：

1、电磁感应

这是最常见的无线充电器的工作方式，利用电磁感应的原理，通过初级和次级线圈之间的电磁感应来产生电流，从而实现能量在空间范围内的传递；这种无线充电器的实现方式得到了无线充电联盟的推广。

2、无线电波

无线电波是现阶段无线充电器发展比较成熟的一种无线充电方式，它的工作原理是利用微型高效接收的电路来捕捉空间中的无线电波，然后将电磁能转化为稳定的电能。目前已经有公司宣称可以实现对几米以外小于蜂窝电话的电子设备进行无线充电。

姓名:宋艳玲  学号17011223216

嵌牛导读:电始终是各种科技设备运行不可缺少的能量来源，充电设备也经历了一次又一次的变革。随着科技的发展，无线充电因其无需繁琐的导电线路，可实现无接触充电等优越性逐渐成为科技领域研究的热点。

嵌牛提问:什么是无线充电技术应用了什么原理什么是无线充电产业链包括什么

嵌牛鼻子:无线充电技术，无线充电产业链

嵌牛正文:无线充电目前主要技术方案包括电磁感应、磁共振、无线电波和电场耦合四种，其中电磁感应和磁共振是当前两大主流技术路线。电磁感应充电的原理类似于变压器，充电板与接收端各有一个充电线圈与磁芯，充电板与接收端对齐后即可实现高效率的无线充电；

磁共振的原理是利用充电板与接收端在一致的谐振频率下，通过共振实现能量的传输。目前磁感应无线充电方案已经在苹果、三星、索尼、谷歌、诺基亚等品牌手机中实现应用，相对成熟的应用场景是汽车。

从无线充电产业链角度来看，其主要划分为5大板块：电源芯片商、方案设计商、磁性材料商、传输线圈商以及模组制造商！

电源芯片商

TI：TI推出的第三代无线电接收器芯片bq51020和bq51021，以及世界第一个达到WPC11和PMA标准的双模型集成电路bq51221，这些接收器解决方案已达到96%的超高效率。从而完全消除了在5W的条件下，应用于智能手机及其他便携式设备中全面运转的散热问题。双模型集成电路bq51221使得单个低成本硬件设计与WPC和PMA标准同时兼容，它被视为市面上最好的双模型解决方案，也受到广泛欢迎。

IDT：IDT无线充电技术解决方案是一款高集成度、单芯片SOC解决方案，支持QI LOGO WPC认证，并且兼容POWERMATE模式，具有加密通讯，异物检测模式功能。IDT目前是英特尔整个平台无线充电技术唯一的合作伙伴。现已有多家厂商使用IDT无线充电解决方案。

博通：美国加州欧文芯片公司在2014 CES展会上用一部手机测试了三个不同的无线充电器。博通公司用BCM59350接收机芯片创造了一个照明电路。这个电路可以兼容PMA（300 kHz），A4WP（678 MHz）和Qi（200 kHz）等无线充电标准。当支持不同充电功率时，10×10mm的芯片比墙壁或USB充电器充电时间短。博通的这款充电装置还内置了磁铁用以校正感应线圈的正确位置。

高通：高通在2014本田雅阁电动汽车上演示了无线充电技术。这款Halo无线充电系统来自新西兰的奥克兰大学。这个系统使用充电箱来驱动地面上的无线充电垫。当对准汽车上的接收端时，就可以进行充电。高通Halo系统的业务开发和营销副总裁Thompson博士说，磁感应和磁共振充电方式在车辆之间没有区别。地板垫上的线圈紧密耦合，其双“D”正交设计可以使能量高效率传递，即使垫子在错位的情况下。

联发科：传统的无线充电解决方案采用紧耦合技术，通称为感应式充电，而联发科技的无线充电解决方案则采用松耦合技术，也就是通称的共振式充电。

全志科技：领先的智能应用处理器SoC和智能模拟芯片设计厂商。公司主要产品为多核智能终端应用处理器、智能电源管理芯片等。

紫光国芯：紫光集团有限公司旗下半导体行业上市公司，是目前国内最大的集成电路设计上市公司之一。

立讯精密：公司作为iwatch无线充电供应商，其线圈已经通过苹果公司认证。

易冲无线： 与香港老牌无线充电技术领导厂商ConvenientPower（CP）建立深度战略合作关系，并携手成立易冲无线集团公司（英文：ConvenientPower Systems，简称CPS）。 二者强强联手，将共同拓展无线充电应用市场。CP是无线充电技术和创新的全球领导者，于2006年在香港成立，是国际无线充电联盟WPC共同创始人之一，也是全球第一家推出兼容Qi标准产品的公司。

新页：是一家集团化运作的技术驱动型的企业，是WPC国际无线充电联盟QI成员。专注无线供电技术研发及产业化，致力于为手机等消费电子、智能家居、智能医疗、工业机器人、电动汽车、物联网、智慧城市等领域提供安全便捷的无线传能技术，在无线充电领域已经申请和授权的专利达100余项。
方案设计商

高通（Halo 无线充电技术）：高通Halo使用高功率、谐振磁感应无线能量传输装置传送电力，在基站充电单元和汽车充电单元之间允许存在更宽的空中间隙。充电垫采用多盘管设计，能量传输效率更高，功率也更高（包括33千瓦、66千瓦和20千瓦），即使充电垫排列位置不到位也不会受到影响。Halo和电动牙刷使用的充电原理相似，只是功率更大，设计更复杂，高通Halo可以嵌入到公路上，构建未来的无线充电网络，当汽车行驶时就可以自动充电，到那时电动汽车的行驶里程将不再受到限制。

苹果（MagSafe 磁吸方式和远程无线充电）：接口有磁吸装置,在外力作用下自行吸附或脱落。Magsafe以磁性方式把电源线与MacBook Pro连接在一起，使笔记本电脑的电池充电比以前更加简便。苹果手表支持无线充电，采用类似MacBook的MagSafe磁吸方式，也正是采用这种方式，所以在苹果手表上不会出现难看的数据接口。用户只需将手表底部与充电底座相吸就可实现充电。

特斯拉（免插充电系统，Plugless Power System）：特斯拉Model S目前有四种充电方式：家用充电桩、目的地充电桩、超级充电站、通用移动充电器。无论是日常驾驶还是长途旅行，特斯拉都为您提供全方位的充电服务，让您充电无忧。

我们通常认为电和磁是相关联的，所以在论及无线充电的原理问题上，大多还是基于电磁感应现象或者由此而衍生出来的。

目前，实现无线电力传输主要有以下四种方式：

一、磁场感应

给初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。此原理与电力系统中常用的变压器原理类似，在变压器的原边（初级线圈）通入交变电流，副边（次级线圈）会由于电磁感应原理感应出电动势，若副边电路连通，即可出现感应电流，这样就可以实现电能从发射线圈到接收线圈的无线传输。目前应用此种方式传递电能的方式已广泛应用于小功率、短距离的无线充电市场，如电动牙刷、手机、相机等小型便携式电子设备，一般由充电底座对其进行无线充电。电能发射线圈安装在充电底座内，接收线圈则安装在电子设备中。

二、谐振

这种无线输电方式与无线通信原理类似，其发送端谐振回路的电磁波全方位开放式弥漫于整个空间，在接收端回路谐振在该特定的频率上，从而实现能量的传递。这种输电方式在接收端输出功率比较小时可以得到较高的传输效率。但其存在电磁辐射，传输功率越大，距离越远，效率越低，辐射就越严重。

三、磁耦合共振

这种方式可以看作是谐振式的加强版，它需要发射和接收两个共振系统，可分别由感应线圈制成。通过调整发射频率使发射端以某一频率振动，其产生的不是弥漫于各处的普通电磁波，而是一种非辐射磁场，即把电能转换成磁场，在两个线圈间形成一种能量通道。接收端的固有频率与发射端频率相同，因而发生了共振。随着每一次共振，接收端感应器中会有更多的电压产生。经过产生多次共振，感应器表面就会集聚足够的能量，这样接收端在此非辐射磁场中接收能量，从而完成了磁能到电能的转换，实现了电能的无线传输。MIT的一个实验室在2008年展示了一个实验，在两米范围内隔空点亮了一个60W的灯泡，他们将此项技术命名为Witricity，且该项目仍旧处在实验室阶段。当然，这种非辐射电磁场的范围比较有限，不适用于长距离，要求发射端与接收端在感应线圈半径的8倍的距离之内。

四、无线电波

我们都知道电磁波可以用来传递信息，那么理论上，只要频率够高，也可以传输能量。这种无线充电方式或许才是最接近人们想象中无线充电的样子，在电源处安置一个电磁波发生器，再通过发射天线将能量传输至接收天线，再将电磁波信号重新转成电能供设备使用。可这种电力传输方式也有着明显的弱点，比如电磁波受干扰大、传输效能低、对人体有辐射等。

随着iPhone X的发布，据了解，苹果采用Qi无线充协议，支持多设备同时充电。同时，很多数码配件厂商如鹿途移动电源、倍思、罗马仕等，也相应开发新的无线充产品，就会开启无线充的一片新市场。

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