无线充电:前景很美好,道路很坎坷

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游盛水

近年来,智能手机已是非常普遍的随身设备,大部分人都在享受着它所带来的便捷与快乐。甚至对于很多年轻人来说,可以没有情侣,但一定不能没有智能手机。走路、坐车、吃饭甚至蹲点,只要双手有一刻时间停下来,就会不由自主拿起心爱的它,开启“幸福之旅”。但有时候事违人愿,我们在使用中常会碰到一个棘手的问题,手机电量不足。尽管目前市场上移动电源不断发展,铁路交通也已经能够向旅客提供充电服务,但还是满足不了人们对无限电量的需求,并进而激起人们对无线充电的迫切希望。

无线充电简介

所谓无线充电技术(Wireless Power Transmission, WPT),指的是利用电磁感应、电磁共振、无线电波等物理原理,直接通过空气介质进行电能传输的技术。简而言之,就像Wi-Fi一样,无论你身处何地,只要有无线充电覆盖的区域,就能够为电子设备提供充电服务,让你的电子产品真正脱离电量的困扰。

此外,无线充电也可以改变未来生活的方方面面。例如无线房间,即房间内所有的耗电设备全部使用无线电源供电,摆脱了“剪不断,理还乱”的有线充电时代。

12.11图一 又如无线充电电动车,即未来利用无线充电技术为电动汽车充电。在车库中、红绿灯处、高速公路上等铺设无线电源,对电动车进行时时充电,这或将改变目前电动车难以远距离行使的状况。

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未来,我们甚至还可以通过无线充电技术,实现太空发电,并将电能输送到地球表面等等。当然,这些虽然听起来十分诱人,但对目前的技术水平而言,难度非常大,还只能是对未来美好生活的向往。因为前不久,我们才开始踏入这块全新的领域。

无线充电的发展与市场 无线充电技术的原理被人们发现,已逾百年,然而对这项技术实际应用研究,却是近10年来的事情。2007年6月8日,美国麻省理工学院的研究人员利用两米外的电源,“隔地”点亮了一盏60瓦的灯泡。2009年CES(国际电子消费展)上,多家知名电子厂商推出了各自的无线充电产品,使得这项技术开始进入人们的日常生活。2013年12月4日,苹果公司进军无线充电市场,并获得几项技术专利,可以在1米的有效范围内可为iPhone和iMac等设备进行“隔空”充电。

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目前,市场上已经有众多知名的电子生产商进军无线充电市场,并开发出系列产品。此外,全球亦有多个联盟性质的组织在积极推动无线充电技术发展,例如WPC、PMA、A4WP、NFC Forum等,并形成了3个主流无线充电技术标准:基于电磁感应技术的Qi标准、PMA标准以及基于磁共振技术的A4WP标准。

无线充电的市场又是怎么样的呢?据IMS Research研究报告显示,在消费电子领域,2013/2014年将是无线充电市场的转折点。预计从2015年起,无线充电市场将踏入高速前进的列车上。

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                           来源:IMS,蓝、红分别代表IMS 2011、2012年对无线充电市场的分析预测

无线充电面临的困境

虽然无线充电看上去很完美,但实际应用起来依然困难重重。目前,无线充电技术在发展过程中面临着诸多问题与挑战,不论是电磁感应技术还是电磁共振技术均存在种种目前仍没有克服的技术缺陷与困扰,主要有:

1、电磁波辐射对人体健康有影响:电磁辐射是现有无线充电技术的主要问题之一。联合国人类环境大会已经把电磁辐射列为四大公害,其对于人体有着诸多影响。因此,无线充电技术需要保证电磁波只辐射到电子设备接收部分,而不影响到人体健康。

2、电能转化率低,与节能时代方向不符:目前,基于电磁感应、电磁共振技术的无线充电器,即便是近距离充电的转化率,也只能达到70%~80%,转化率低。

3、无法克服充电距离问题:目前,市场上的无线充电器大部分利用电磁感应原理,充电时必须与充电器接触才能满足充电要求。而苹果所采用的电磁共振技术,充电也限制在1米范围内,谈不上真正意义上的无线充电。

除以上三点外,目前无线充电器还面临着发热严重、体积过大、价格昂贵、电磁干扰等问题。

无线充电未来展望

虽然无线充电目前发展面临的困难不少,但是其良好的发展前景仍然值得我们期待。在今年年初的CES大会上,大连硅展科技有限公司(简称“硅展公司”)首次展露出iNPOFi无线充电技术,让行业内外为之一振。硅展公司创造性的使用电场传导技术来替代目前主流的电磁转换模式,由于整个充电过程没有任何电磁转换过程,因此完全没有电磁辐射。此外iNPOFi技术的充电效率高达90%以上,并且发热量低、芯片尺寸微小,各项指标均领先于其他无线充电标准。

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我们可以看到,硅展公司已在无线充电技术上取得了巨大成就,但是它依旧没有解决充电距离限制的关键问题。

在未来,无线充电技术能否像Wi-Fi一样便捷,随时随地为我们所用呢?对于此,我们只能期待科技人员更具突破性的发明创造。

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