详述无线充电技术的新旧创意大盘点（二）

品慧电子讯在上一篇文章“详述无线充电技术的新旧创意大盘点（一）”中，我们介绍了有关感应充电的内容。本文，我们将对谐振无线充电和远场充电进行详细讲解。

在上一篇文章“详述无线充电技术的新旧创意大盘点（一）”中，我们介绍了有关感应充电的内容。本文，我们将对谐振无线充电和远场充电进行详细讲解。

新技术已经到来：谐振无线充电

近场感应充电依然是当今的主流技术，但是另外两种技术也即将进入大众视线，它们能够提供更远距离的无线充电。

谐振充电是另一种近场WPT技术，它比感应充电的效率要低一些，但是支持更长的充电距离，对于线圈的不对齐问题也没那么敏感。谐振充电系统不依赖线圈的紧密耦合，相反其两个线圈是松散耦合的，但是都调到一个共同的振动频率。谐振无线充电的优势包括可以同时对多个接收器充电，而且两个线圈的尺寸也可以不同。

谐振无线充电技术对汽车领域的应用来说颇具吸引力，其中一个原因是它相比感应充电在位置上更灵活一些。将电动汽车停在装有充电桩的停车位上，通常情况下很难精确对齐，而对于感应式无线充电来说，发射线圈与接收线圈错开几毫米都不行。

电动汽车需要更高的充电功率，但幸运的是电动车比燃油车有更多的空间可以安装线圈。SAE是汽车行业的标准制定组织，它正在制定SAE J2954标准规范，这是一种面向汽车的谐振充电标准。J2954标准曾计划在2018年正式发布，它一共定义了三种级别的充电规范，适用于轻型和重型行业应用：WPT1（住宅：3.7KW）、WPT2（私人/公共停车场：7.7KW）和WPT3（快速充电：11KW）。

为支持消费级应用，WPC还在Qi标准中增加了谐振充电规范，充电范围最远达到45mm，而且充电器可以安装在台子或桌子下面。当然AirFuel联盟也制定了谐振充电规范。

相对于感应充电方式，谐振充电方式的商用发展明显有些滞后，目前市场上很少有相关商用产品。

即将到来：远场充电

无线充电的最终目标是完全消除距离限制，无论你在哪里，你的智能手机或平板电脑都能够持续不断的充电，但是都会多一堆充电账单！

这就要用到远场无线电力传输，这种技术借助无线电波（辐射耦合）而不是近场磁感应来传输电力。

目前真正无处不在的充电是不存在的，但是我们首先要做的就是将充电距离从几厘米扩展到几米，支持更多的用户充电，比如让一个咖啡店里的所有顾客都能享受无线充电。在众多研究远场射频充电解决方案的公司中有一家公司Ossia在2017年国际消费电子展（CES 2017）上展示了其更新版本的Cota系统。这个系统采用256根天线组成的网络发射2.4GHz频率信号，通过波束成形将能量聚焦到接收器来响应接收器反馈的全向“低功率”警报信号。发射器网络通过分析接收信号的路径确定接收器的位置，然后通过相同的路径返回能量。当接收器移动时，发射器会每隔10ms重新验证接收器的位置。这个系统声称能够同时对多个接收器充电，最大有效范围是30英尺。

另一个研究对象是超声波。与电磁（EM）能量不同，超声波不会干扰通信，不会造成电磁干扰（EMI）和有害的电离效应。2011年位于美国加州圣莫尼卡的uBeam公司宣布开发了一个频率在45-75KHz之间的无线充电系统，这个频率超过了人类、宠物和野生动物的听觉范围。超声波发射器与移动接收器建立视距连接，接收器嵌入在智能手机中接收能量和数据，直到连接断开。尽管在2017年2月进行了成功的概念验证，但是商用产品真正面市可能还需要几年时间。

（贸泽电子 作者：Paul Pickering）

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