几种无线充电解决方案特点及原理图

无线充电技术发展至今在电子领域已经被深入研究应用，虽然还未曾大范围普及，但在消费电子领域的发展已经取得不错的成绩。手机厂商也纷纷在自家旗舰机上加入这一革新性的先进充电技术，如三星S6、索尼Xperia Z3+、谷歌Nexus 6、诺基亚Lumia 930等手机均采用了无线充电技术。那么，未来无线充电技术发展会如何呢?现如今都有哪些常见的无线充电解决方案，下面让我们一起来了解下：

一、无线充电联盟(WPC)：电磁感应方式，2008年12月成立。

目前WPC在商业推广中的QI标准目前已有172家会员公司：德州仪器(TI)、飞利浦、飞思卡尔(Freescale)、东芝(Toshiba) 、微软、松下、三星、索尼、高通(最后加入)等等。

无线充电联盟(WPC)共同制定的无线充电标准Qi采用的是电磁感应方式。但这技术还有比较多的缺陷，比如最大输出功率只有5W，所以充电速度上会非常有局限。

从市场规模上，Qi无疑是目前最为普及的，值得关注的是，Qi的最新标准可实现7至45毫米的无线充电距离，算是一个小小的突破。

QI标注采用的电磁感应技术的优缺点：

优点：原理简单，制作容易

缺点：传输距离严重受限

实例如下：

1、德州仪器(TI)：最早量产无线充电方案公司

第一种：WPC主要会员之一的德州仪器(TI)，已推出业界首款无线电源传输控制芯片套片。该套片包含一片bq500110单通道发射控制芯片，一片bq51013单通道接收控制芯片。TI是最早量产无线充电方案公司。

第二种：

1、15V 输入发射端：

(1)功能描述:

第二代数字无线电源控制发射端

用于便携式设备如手机等的充电

输入 5V 直流电,输出 10V 交流电

可寻找将被供电的 WPC 兼容器件

接收来自被供电器件数据包通信并管理电源传送

(2)重要特征：

动态电源限制 (DPL)

符合无线电源联盟 (WPC) 类型 A5 和类型 A11 发送器规范的 5V 运行

数字解调减少了组件

综合充电状态模式和故障指示

(3)功能框图：

(4)方案照片：

2、12V 输入发射端：

(1)功能描述:

TI 自由定位无线充电发送端

应用在 WPC 1.1 可用的手机, 车载和桌面 充电

三个线圈发送数组: 充电区域 > 70 mm×20mm

12V DC 输入, 5V AC 输出

智能控制无线电源传输

(2)重要特征：

符合无线供电联盟(WPC)A6 发送机技术规范

外来物体检测

增强型寄生金属检测确保安全性

数字解调

过流保护

(3)功能框图：

(4)方案照片：

3、5V 输出接收端

(1)功能描述:

无线电源传输接收端

提供 5V 稳压电源输出

应用于便携式设备提供无线充电

(2)重要特征：

93% 的整体峰值 AC-DC 效率

符合 WPC v1.1 标准的通信控制

输出电压调节

内部集成整流器 , 低压降压稳压器 , 数字控制

热关断

(3)功能框图：

(4)方案照片：

2、飞思卡尔(Freescale)高效定位无线充电方案

5V 输入发射端：

(1)功能描述:

自由定位充电设备

应用在 WPC Qi可用的手机, 车载和桌面充电

提供准确、高效充电电流

输入电压可调

(2)重要特征：

符合 WPC 规范

采用 DSC 内核技术的软件平台，高效的 PID 控制环路

输入电压范围 9~18 V

(3)功能框图：

(4)方案照片：

3、东芝(Toshiba)简单快速无线充电方案

5V 输出接收端：

(1)功能描述:

基于 TC7761WBG 的无线充电接收端

应用于智能手机 , 平板电脑的电池块

符合 WPC 1.1 协议

(2)重要特征：

全桥整流电路

欠压锁定 / 过压保护

最大输出电压 / 电流 : 5V/1A

热关断检测和保护

(3)功能框图：

(4)方案照片：

4、凌阳：凌阳无线充电芯片GPM8F3132A

GPM8F3132A 凌阳公司摔出的首款无线充电芯片,采用LQFP44封装,最大功率达到75%,优越的性能和性价比,是目前最为通用的。

二、A4WP(无线能源联盟)：磁共振，2012年5月成立

由三星与高通创立的A4WP(无线能源联盟)目前已有超过40个成员：三星、高通、博通、Gill Industries、Integrated Device Technology(IDT)、Intel等等。

A4WP(无线能源联盟)的无线充电技术名为“Rezence”，采用磁共振(谐振感应，又名谐振耦合技术)，虽然在一些电子消费展上偶尔露面，但仍未正式商用。

A4WP采用的磁共振技术的优缺点：

优点：传输距离长，效率高

缺点：电路调频不易

实例如下：

1、Intel英特尔

(1)2015 CES Asia英特尔与海尔合作 推无线充电方案。

(2)在IDF 2015的第二日，英特尔提到了一个老生常谈的技术——无线充电，虽然这早已不是英特尔第一次发力该技术了，但与以往不同的是，本次英特尔宣布将会利用自家将于下半年发布的第六代酷睿处理器“Skylake”中集成的无线充电功能，像12年前利用迅驰平台推广无线上网技术一样，来推动无线充电的普及。

2、IDT公司

IDT公司 (Integrated Device Technology, Inc.)正致力于开发一款基于共振技术的集成发送器和接收器芯片组，用于英特尔的无线充电技术。英特尔公司借助IDT的领先技术，致力于提供针对超极本、一体机、智能手机和独立充电器开发的验证参考设计。

3、美国Witricity公司

美国Witricity公司同样利用磁共振传输电量，传输距离可达到几米远。麻省理工学院已经通过谐振感应技术，将无线充电的有效距离提升至两米左右，该技术被命名为“WiTricity”，研究人员之一此后离职创业，开发了一套系统，但售价较为昂贵，达到了995美元(约合人民币6240元)。

三、PMA(电力联盟)：电磁感应方式

由Procter & Gamble与Powermat Technologies共同创立的PMA已有超过70家的会员：包含了不少通讯及手机制造商，如三星、Broadcom、宏达电、LG及华为等等。

PMA(电力联盟)也是采用的电磁感应技术，比WPC要晚一些，PMA的产品虽然可以在市场中找到，但为数不多，最大的商业活动是获得星巴克支持，在国一些分店中推出了免费无线充电服务，但反响平平。另一方面它已经是北美地区覆盖速度最快的无线充电标准了，它的显著特征它更偏向于充电器件，像桌子、家具等等。

值得注意的是：A4WP与PMA两大阵营还宣布正式合并，未来二者将致力于整合磁共振和磁感应两项技术，以早日促进无线充电标准统一。

四、WiFi无线充电：十米距离

优点：随走随充，符合无线充电的理念

缺点：充电对象定位不易，浪费电量

美国华盛顿大学已经成功研发了利用Wi-Fi网络给硬件设备充电的技术，已经在大约十米的Wi-Fi覆盖距离内，成功给数码相机等设备充满电。未来有望给手机充电。

Wi-Fi网络几乎随处可见，美国华盛顿大学研发团队的目的，就是利用Wi-Fi路由器充当无线充电设备，给智能手机等设备进行充电。这将比目前的无线充电技术更能解决用户现实问题。

该大学研发了一个所谓的“Wi-Fi供电系统”。该系统主要包括两个组成部分，一个是Wi-Fi接入点(路由器)，另外一个部分是定制的充电传感器。

该项目的研究人员唐拉(VamsiTalla)表示，安装在硬件设备上的充电传感器，目的是接收射频信号(RF)中的电能，并将其转化为直流电进行充电。

该团队专门研发了软件的解决方案，可以让Wi-Fi路由器成为一个供电电源，与此同时扮演传统路由器的数据传输角色。

需要指出的是，这种Wi-Fi充电技术，并不需要对传统的无线路由器进行更换，只需要部署软件等方案，提供充电功能之后，并不会对互联网接入的功能造成影响。

根据美国记者的报道，此前美国Energous公司已经推出了一种利用射频信号在空中提供电能的设备，这种设备在提供充电时，将无法再充当Wi-Fi路由器使用。

华盛顿大学的新技术，可以让Wi-Fi网络同时传输电能和数据。更准确的说，这种技术利用了Wi-Fi数据传输中的无线电波，来传输电能。

据报道，华盛顿大学的研究团队，寻找到了巧妙的解决方案，让Wi-Fi网络的数据传输和电能传输，互相不干扰。

“连线”网站评论指出，虽然目前的Wi-Fi充电技术，暂时还只能以“细水长流”而不是“如潮洪水”的方式给设备充电，但这仍然是一个了不起的成就。随着技术成熟，未来的手机和消费电子设备用户，或许可以将充电接口、充电线等概念遗忘，只需要利用Wi-Fi网络来充电。

五、超声波无线充电：有效范围接近5米

优点：技术非常安全 ;接收器价格便宜，体积小;可以用于数据传输。

缺点：最终的产品可能无法在价格、功率、速度和安全方面达到预期。

一家名叫uBeam的公司发明了一种全新的无线充电模式，可以利用超声波将电力隔空输送到15英尺(约合4.6米)外的地方。有了这样的产品，只要使用专用的无线充电套，你就可以在充电的同时拿着手机在屋里走动。

此技术是一名25岁的纽约女孩Meredith Perry想到的。uBeam已获得170万美元的种子轮融资，其投资人包括Yahoo CEO Marissa Mayer、Founders Fund以及Andreessen Horowitz等。该公司已经申请了18项与无线充电和超声波有关的专利。

六、微软拟利用聚焦光线来充电

微软研究院已经制定出了一个潜在的解决方案：AutoCharge。微软研究人员们描述AutoCharge是一种自动定位桌子上的智能手机，并为它们充电的技术。他们制造的原型充电器可以被安装在天花板上，有两个工作 模块：一个监测模块，其采用的是微软的Kinect摄像头，可以扫描像智能手机样子的物体;另一个是充电模式，采用了UltraFire CREE XM-L T6来聚焦LED光线。

该AutoCharge系统采用了基于图像处理来监测和追踪桌上的智能手机，并自动为智能手机充电。充电器会不断地旋转，直到它检测到一个看起来像智能手机的物体，之后将使用太阳能发电技术所产生的光束为智能手机远程充电。换句话说，就是无需电线。

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