在上一篇文章“詳述無線充電技術(shù)的新舊創(chuàng)意大盤點(diǎn)（一）”中，我們介紹了有關(guān)感應(yīng)充電的內(nèi)容。本文，我們將對(duì)諧振無線充電和遠(yuǎn)場(chǎng)充電進(jìn)行詳細(xì)講解。

 

 

新技術(shù)已經(jīng)到來：諧振無線充電

 

近場(chǎng)感應(yīng)充電依然是當(dāng)今的主流技術(shù)，但是另外兩種技術(shù)也即將進(jìn)入大眾視線，它們能夠提供更遠(yuǎn)距離的無線充電。

 

諧振充電是另一種近場(chǎng)WPT技術(shù)，它比感應(yīng)充電的效率要低一些，但是支持更長(zhǎng)的充電距離，對(duì)于線圈的不對(duì)齊問題也沒那么敏感。諧振充電系統(tǒng)不依賴線圈的緊密耦合，相反其兩個(gè)線圈是松散耦合的，但是都調(diào)到一個(gè)共同的振動(dòng)頻率。諧振無線充電的優(yōu)勢(shì)包括可以同時(shí)對(duì)多個(gè)接收器充電，而且兩個(gè)線圈的尺寸也可以不同。

 

諧振無線充電技術(shù)對(duì)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用來說頗具吸引力，其中一個(gè)原因是它相比感應(yīng)充電在位置上更靈活一些。將電動(dòng)汽車停在裝有充電樁的停車位上，通常情況下很難精確對(duì)齊，而對(duì)于感應(yīng)式無線充電來說，發(fā)射線圈與接收線圈錯(cuò)開幾毫米都不行。

 

電動(dòng)汽車需要更高的充電功率，但幸運(yùn)的是電動(dòng)車比燃油車有更多的空間可以安裝線圈。SAE是汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定組織，它正在制定SAE J2954標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，這是一種面向汽車的諧振充電標(biāo)準(zhǔn)。J2954標(biāo)準(zhǔn)曾計(jì)劃在2018年正式發(fā)布，它一共定義了三種級(jí)別的充電規(guī)范，適用于輕型和重型行業(yè)應(yīng)用：WPT1（住宅：3.7KW）、WPT2（私人/公共停車場(chǎng)：7.7KW）和WPT3（快速充電：11KW）。

 

為支持消費(fèi)級(jí)應(yīng)用，WPC還在Qi標(biāo)準(zhǔn)中增加了諧振充電規(guī)范，充電范圍最遠(yuǎn)達(dá)到45mm，而且充電器可以安裝在臺(tái)子或桌子下面。當(dāng)然AirFuel聯(lián)盟也制定了諧振充電規(guī)范。

 

相對(duì)于感應(yīng)充電方式，諧振充電方式的商用發(fā)展明顯有些滯后，目前市場(chǎng)上很少有相關(guān)商用產(chǎn)品。

 

即將到來：遠(yuǎn)場(chǎng)充電

 

無線充電的最終目標(biāo)是完全消除距離限制，無論你在哪里，你的智能手機(jī)或平板電腦都能夠持續(xù)不斷的充電，但是都會(huì)多一堆充電賬單！

 

這就要用到遠(yuǎn)場(chǎng)無線電力傳輸，這種技術(shù)借助無線電波（輻射耦合）而不是近場(chǎng)磁感應(yīng)來傳輸電力。

 

目前真正無處不在的充電是不存在的，但是我們首先要做的就是將充電距離從幾厘米擴(kuò)展到幾米，支持更多的用戶充電，比如讓一個(gè)咖啡店里的所有顧客都能享受無線充電。在眾多研究遠(yuǎn)場(chǎng)射頻充電解決方案的公司中有一家公司Ossia在2017年國(guó)際消費(fèi)電子展（CES 2017）上展示了其更新版本的Cota系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)采用256根天線組成的網(wǎng)絡(luò)發(fā)射2.4GHz頻率信號(hào)，通過波束成形將能量聚焦到接收器來響應(yīng)接收器反饋的全向“低功率”警報(bào)信號(hào)。發(fā)射器網(wǎng)絡(luò)通過分析接收信號(hào)的路徑確定接收器的位置，然后通過相同的路徑返回能量。當(dāng)接收器移動(dòng)時(shí)，發(fā)射器會(huì)每隔10ms重新驗(yàn)證接收器的位置。這個(gè)系統(tǒng)聲稱能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)接收器充電，最大有效范圍是30英尺。

 

另一個(gè)研究對(duì)象是超聲波。與電磁（EM）能量不同，超聲波不會(huì)干擾通信，不會(huì)造成電磁干擾（EMI）和有害的電離效應(yīng)。2011年位于美國(guó)加州圣莫尼卡的uBeam公司宣布開發(fā)了一個(gè)頻率在45-75KHz之間的無線充電系統(tǒng)，這個(gè)頻率超過了人類、寵物和野生動(dòng)物的聽覺范圍。超聲波發(fā)射器與移動(dòng)接收器建立視距連接，接收器嵌入在智能手機(jī)中接收能量和數(shù)據(jù)，直到連接斷開。盡管在2017年2月進(jìn)行了成功的概念驗(yàn)證，但是商用產(chǎn)品真正面市可能還需要幾年時(shí)間。

（貿(mào)澤電子 作者：Paul Pickering）