2020-12-10
随着物联网、可穿戴和便携式设备的发展,人们对智能电子产品的依赖越来越大。但是零乱的充电线往往会让消费者头疼,频繁的插拔电线也会对充电接口造成一定的损坏,于是人们开始寻求新的充电方式来改变这种情况。如今,越来越多的电子设备开始采用无线充电技术。
日前,小米10“超级杯”系列在小米十周年发布会上发布,将无线充电功率提升至50W。理论上,通过无线充电给手机充满电需要40分钟。与此同时,小米还推出了两款无线充电配件,以满足手机的需求。用无线充电技术吸引眼球的不是小米家族。在华为和三星今年发布的新产品中,无线充电技术也能不断看到。
那么,无线充电的基本原理是什么呢?有线充电和无线充电对硬件有什么不同要求?随着无线充电技术的发展,未来有线充电会不会完全被取代?
一、手机通过电磁感应进行无线充电。
简单来说,无线充电技术是一种非物理接触的电能传输方式,对充电器的位置没有限制。使用时,只需将移动设备放在充电板上即可完成充电。
现在,无线充电作为一种便携式的充电方式,已经应用于生活很多方面,其应用范围主要包括各种低功耗电子设备,像手机、平板电脑、电动牙刷、手环、电子表、电子眼镜等。
公共场合里,无线充电技术常被用于提供公益的租赁充电服务,也将成为未来生活中的重要应用场景,比方为电动汽车摆脱笨重的充电电缆,实现随时随地充电。
那么如何完成充电?“无线充电技术起源于1890年尼古拉·特斯拉的无线电力传输思想。主要理论基础是电磁感应,可以简单理解为‘电生磁,磁生电’的原理。”厦门大学信息学院副院长洪学敏教授说。
以手机的无线充电器为例,无线充电器有一个绕有线圈的磁芯。充电器内部的电流通过线圈时,会产生感应磁场,电磁场可以在空间传播。同时手机中有一个相应的接收线圈,可以在一定的空间内接收充电器发出的电磁场,经过电路处理后再给手机充电。
随着充电技术的不断发展,可以通过磁共振、电场耦合、无线电波传输等方式实现无线充电。但专家认为,几种主要的无线充电方式各有利弊,目前接近完美的无线充电方式还未出现。
“电磁感应是成熟的可以大规模推广的方式。它对环境的适应性强,已经商业化和产业化。”华东师范大学通信与电子工程学院、上海多维度信息处理重点实验室的李庆利教授表示,这种方法使用的电磁波频率较低,远场只有少量电磁波,不会对其他设备造成太大的电磁干扰。但是这种方法充电效率低,一定程度上很难满足大功率电器的充电要求。
另外,磁共振无线充电方式具有传输距离远、一对多无线充电的优点,适合未来新能源汽车无线充电、公共场所无线充电等应用场景,但现在技术发展还不够成熟。同时,无线电波与电场耦合的无线充电技术未来的工业应用场景有待进一步探索。