伴随着iPhoneApple watch刚开始适用无线快速充电技术,无线快速充电技术技术性总算打开了产业发展的过程,愈来愈多的机器设备添加无线快速充电技术作用,因为移动终端具有always-on GPS、性能卓越无线视频/声频技术性、日趋严重的运用及持续应用等作用,因而虽然改善了新型电池,其电池循环次数依然较短,进而拥有规定更便捷的挪动电池充电零配件的要求。
如今目前市面上的无线快速充电技术系统软件就可以考虑这种要求,只需将移动终端置放在电池充电板上就可以进行电池充电,不用最后会出現损坏的小型射频连接器,不用在在黑暗中探索着插进充电头,不用协助小孩插进小玩具。是的,它是一类全封闭式、彻底防潮的设备,将手机上放到饭店的电池充电台子上、离去时就可以填满电,是这般之便捷。
实际上,据 IHS 调查报告显示信息,在 2012 年最少交货了 500 万的无线快速充电技术机器设备,预估到 2015 年将会出现一亿的交货量。自然这不仅就是指智能机,还包含 MP3 播放软件、数码照相机和别的挪动电子产品。
发展历程
无线通信源的定义日益突出。着眼于电力工程科学研究的科学家尼古拉·特斯拉汽车(Nikola Tesla)于 1891 年演试了洲际酒店无线通信力传送,从而明确了大家绝大多数的当代生活习惯,这一实验令人吃惊但又一些流年不利。特斯拉汽车曾试着确认麦克尔·法拉第(Michael Faraday)在 1831 年发觉的电流的磁效应基本原理:借由流过一根电缆线的电流量促使周边的此外一根电缆线中造成电流量。
特斯拉汽车的意识十分超前的,直到现在大家仍在科学研究远距离无线通信力传送,但仍没法完成。殊不知短路线无线通信力传送(或称之为无线快速充电技术机器设备、系统软件或技术性)却能得到完成。自 1990 年迄今,最普遍的家庭装无线快速充电技术系统软件包含可再电池充电声波电动牙刷和电动剃须刀。也有不太普遍的生物医学工程嵌入片,该设备运用感应线圈技术性将电力安全生产地传送到极端而比较敏感的邻近自然环境如人体内。
Qi 无线快速充电技术技术性
Qi(音标发音为“Chee”)无线快速充电技术技术性为现如今领跑的电池充电技术性,着眼于为无线充电板与一切配置相对商品的移动终端间的互操作创建国家标准,半导体材料经销商、手机制造商和无线网络服务供应商于 2008 年建立了一个由近 200 家企业构成的无线快速充电技术同盟(WPC),并于 2009 年公布了 Qi 敞开式规范。此后以后,已出示了超出 350 种适配 Qi的机器设备。Qi 无线充电板都是有厂家直销,也可从amazon或ebay易趣等网上商城系统网上购买。另外出示了后销售市场信号接收器套来适用移动终端开展 Qi 无线快速充电技术,包含Samsung Galaxy S3 和 S4。除此之外,生产商也刚开始将 Qi 技术性立即集成化在一些机器设备中,如 Nokia Lumia 920、Google Nexus 4、LG Optimus LTE2 及其 Panasonic Eluga 手机上。实际上,WPC 早在2012 年 9 月就公布,已交货了 850万集成化Qi 技术性的手机上。
如今大家从 Qi无线快速充电技术系统软件的价钱层面开展考虑。Qi 单座精准定位电池充电板(对坐落于特殊部位的一款移动终端电池充电)很有可能必须花销 30 到 50 美金。Qi 单座随意精准定位电池充电板(移动终端不用锁住在某一特殊部位)价钱稍高些。而 Qi 三座随意精准定位电池充电板价钱大概为 75 美金。而 Qi 电池充电套价格便宜至 5 美金。这种价钱相对性于 Qi 适用的电子产品来讲還是可承担的。
无线快速充电技术规范之促进要素
针对顾客来讲,无线快速充电技术规范的关键优点是互用。客户只需选购一台无线充电板,就可以为各种各样家庭装移动终端电池充电。客户在本地的咖啡厅享有着完全免费 Wi-Fi 的另外,还能够运用无线快速充电技术(一项新起服务项目),而不必担心机器设备是不是存有兼容问题。规范化技术性的商业服务支持者觉得,这将清除客户对无线快速充电技术技术性的顾虑并推动其被普遍听取意见。
规范与专用型协议书之战
Qi 技术性根据充电头(信号发射器)电磁线圈和移动终端(信号接收器)电磁线圈间的电流的磁效应基本原理,这就必定存有一些规定和管束,即,1) 每一个信号接收器务必有一个相匹配的信号发射器,2) 为了更好地能一切正常工作中并利润最大化电力工程传送,2个电磁线圈间容许的较大 间距仅为 4 cm(1.6 英尺),3) 信号接收器务必坐落于相对性于信号发射器的特殊部位,尽管 Qi 根据运用 3 到 8 个信号发射器电磁线圈可以适用随意精准定位电池充电板上的机器设备。Qi 规范的这种限定推动了新标准方式的出現,每一个规范都发布了新的方式,看起来解决了一些至关重要的问题。
现阶段有三个规范机构,在争夺选用电磁感应藕合的无线快速充电技术行业的修罗神影响力。除开目前的 WPC,也有2012 年 3 月创立的电力工程工作同盟(PMA)和 2012 年 5 月创立的无线通信力同盟(A4WP)。PMA的 Power 2.0 技术性选用电流的磁效应基本原理,工作方式与 Qi 十分相近,关键优点取决于其手机软件容许星巴克咖啡和肯德基等网络热点经销商监控并操纵电动车充电站的应用状况。A4WP 的 A4WP v1.0 规范选用 Qualcomm 开发设计的 WiPower 技术性。WiPower 运用了有别于电流的磁效应的磁共振原理,其输出功率高过 Qi 和 Power 2.0。
核磁共振表明了2个以同一頻率工作中而造成共震的电磁线圈间的用电量传送状况。当信号发射器和信号接收器端以同一頻率震动时,信号接收器会从信号发射器造成的磁场得到动能,并将其变换为电流量来为移动终端供电系统或电池充电。核磁共振电池充电的优点为:1) 即便在穿越重生阻碍物或物件表层时,电池充电范畴也达到数英尺或更长远,2) 可另外对电池充电板上的几台机器设备电池充电,3) 电池充电板上接受机器设备的定项和精准定位作用更加灵活。A4WP 的支持者将这种优点称之为“自由空间”( spatial freedom)。
一些企业是专用型协议书(有时候是标准协议之填补)的支持者,或很有可能有着许可权。Intel、Apple 及其WiTricity(由 Toyota、Mitsubishi 及其 Delphi 自动化技术领域大佬出示适用)即是其支持者,各家企业都有着深厚的整体实力,并具备一定的销售市场知名度。表 1 进一步论述了这三个选用电磁感应藕合的关键无线快速充电技术标间的差别。
表 1: 无线快速充电技术技术性市场竞争规范之较为
全新发展趋势:规范融合与混合模式解决方法
最近无线快速充电技术规范的主导性试着,变成了大伙儿高度关注的聚焦点。2012 年创立的 A4WP 的创办组员Qualcomm,出乎意料的添加了 WPC(2013 年 9 月 2日)和 PMA(2013 年 10 月 1 日)势力,宣布打开了这一融合试着。Qualcomm 这一举动是为了更好地激励 WPC 和 PMA 运用 A4WP 在核磁共振技术领域的成效。在 PMA,Qualcomm 欲与 WiTricity(其特有技术性根据核磁共振)相互开创一个工作中工作组,来界定“双模”标准以紧密适用感应线圈和核磁共振技术性。WPC 已在下手科学研究其特有的核磁共振方式,便于适用长距离信号发射器和信号接收器,也会善于听取意见这一大师级的建议。
集成ic经销商热衷混合模式解决方法的核心理念。Integrated Device Technology (IDT) 出示了IDTP9030无线通信源信号发射器 IC和 IDTP9020无线通信源信号接收器,这2款元器件均可以开展“多方式”实际操作,适用 Qi 规范和专用型文件格式,以提升作用、改善安全系数并提升输出功率輸出工作能力(达到 7.5W)。动态性变换可完成 Qi和专用型方式中间开展的无缝拼接变换。
Qi 标准拓展
现阶段仅公布了 Qi 低输出功率标准,该标准可以最大出示 5W 的动能适用移动电话和别的中小型机器设备。WPC 正着眼于发布 Qi 中等水平输出功率标准,以出示最大 120W 的动能来适用平板、笔记本和便携式钻机等大中型机器设备。
提高高效率
一般而言,根据电磁感应藕合基本原理的无线快速充电技术技术性迫切需要比较普遍的基本性难题,即,因为传送电力工程时信号发射器与信号接收器间的磁密导致的耗损,原有输出功率会小于根据插进墙壁电源插座或 USB 得到的动能。该类系统软件的高效率一般约为70%。根据精心策划、更强的屏蔽掉和高品质驱动器元器件及其运用纤薄电磁线圈来减少传送耗损的新技术应用,有可能将高效率提高至 80% 到 85%。
相对性于有线电视电力工程来讲,低输出功率挪动零配件电池充电运用更易接纳此功率较小的无线通信力。但损害的功能损耗以热的方式释放出来,为大功率运用产生了安全系数难题。功能损耗另外也代表着动能的损害,针对环境保护人员或大家的成本费来讲是一种消耗。因而,现阶段而言为大中型电子产品(如电视、电冰箱等)开展无线网络供电系统不是太实际的。
针对电动式车子(EV)电池充电销售市场,动能耗损即代表着增加电池充电時间。无线快速充电技术要获得电动式车子销售市场,其蓄电池充电時间就务必小于填满汽车油箱常用的時间。HEVO(Hybrid & Electric Vehicle Optimization)已设计构思根据出示内置在停车场的核磁共振电动车充电站防止该类难题,其企业愿景是对 EV 电池充电就如泊车一样简易。司机只需挑选配置了 unobtrusive HEVO 技术性的停车场(类似下水井盖)并泊车。HEVO 的免费应用将具体指导如何正确电池充电并解决挪动付钱难题。而轿车需配置一个信号接收器,因 HEVO 仍未出示此设备。HEVO 方案于2014 年在纽约首先开展布署。RnRMarketResearch预测分析今日有着 170 万美金的EV/无线网络汽车充电销售市场,在 2019 年的市场容量将做到 46 亿美金。
近场通讯(NFC)
NFC 已在无线通信力行业占据了一席之地。比如,在 2013 年电子展会 (CES) 上,恩智浦半导体材料演试了在一个电池充电板上适用二种电池充电规范的无线快速充电技术技术性,另外还展现了 NFC 可用以开启电池充电板并告之适用规范的作用。
当今销售市场仍在切实于将无线通信力无线通信技术与 NFC 紧密结合来为中小型机器设备供电系统,其企业愿景是当 NFC 机器设备置放在适用的笔记本处时将可以接受用电量。因而,仍必须科研开发工作中,包含提升当今 NFC 无线天线设计方案,以提升无线通信力传送。还需改动 NFC 规范以适用无线通信力。
发展前途
无线快速充电技术技术性并不仅仅是销售业绩导向性型领域,因而大家难以预测分析到其发展前途。网络营销和经济发展(专利权和批准)动机也另外掌控着其发展前景。除此之外,许多 进军这一行业的企业全是领域大佬,也可以随时随地变化其发展前景。
也有别的从电磁感应技术性中提取的无线通信力技术性尚需开发设计,如超音波或太阳能发电等。大家都知道,无线通信力的便捷性变成每个人相见恨晚的根本所在,大家正着眼于勤奋找寻升级、更强、更小、迅速且更具有成本效益的无线通信力解决方法。
作者简介:此篇由 Landa 作于德州市波士顿,她有着电机工程学士学位证书(BSEE)和从高新科技自主创业到全球財富 500强企业 18 年的电子产业从事工作经验。
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