無線感應充電的工作原理是在一定距離內(nèi)在感應發(fā)射器和接收器線圈上產(chǎn)生電磁場，而無需任何電纜連接。

到2027年，全球無線充電市場規(guī)模預計將達到402.4億美元，從2020年到2027年的復合年增長率為22.2%。

該技術的主要目的是為工業(yè)設備、個人電子設備、家用電器和便攜式設備無線充電，無需任何電纜即可提高效率。與其目標相反，無線感應充電在沒有電池供電的情況下無法完全在沒有電纜的情況下工作。

充電站/發(fā)射器仍將通過電源線與主電源插座連接，并在沒有電池時保持持續(xù)連接。但是像智能手機這樣的小型個人電子產(chǎn)品可以無線充電。它必須放置在無線站/發(fā)射器附近。

充電站/發(fā)射器包含一個線圈，交流電（交流電）通過該線圈流向個人小工具的接收器線圈，并且該電產(chǎn)生電磁場。當智能手機等小型個人電子產(chǎn)品在此電磁場區(qū)域內(nèi)充電時。

在工業(yè)中采用無線充電技術的優(yōu)勢

無線感應充電正在迅速從理論發(fā)展到商業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品的標準功能。在智能手機、耳塞/AirPods、手表等消費電子設備中尤其如此。這最大限度地減少了有線充電要求，并接受通用無線解決方案，使用單站/發(fā)射器為所有電子產(chǎn)品個人小工具充電，并提高友好性。減少電子廢物以支持通用解決方案，如Qi（Chee）標準，并且可以最大限度地減少充電器對不同設備的特定要求。由于接收器按需發(fā)出功率請求，它更加靈活和節(jié)能，并且可以在發(fā)射器端相應地設置功率傳輸限制，以實現(xiàn)所需的功率傳輸。它還增加了電池供電和有線設備的靈活性，以避免更昂貴、更危險和不可行的選擇。

無線充電的唯一缺點是它比有線充電器產(chǎn)生更多的熱量，并且還需要特殊的機械成型/腔體才能放置。

下面我們來談談目前無線感應充電技術基礎知識的趨勢

無線充電技術的成熟正朝著兩大方向發(fā)展：基于射頻的充電和基于耦合的充電。對于安全和全球感應無線技術支持，主要形成了兩個標準來支持無線充電：無線充電聯(lián)盟（WPC）標準的Qi;合并的空中燃料;電力物質(zhì)聯(lián)盟的PMA;和無線電源聯(lián)盟 （A4WP） 標準的 A4WP。

電感耦合功率傳輸還能夠支持千瓦級以上的高功率傳輸。它廣泛用于工業(yè)自動化領域，如機器人操縱、自動水下航行器、感應發(fā)電機和電機。為了給包括插電式混合動力電動汽車（PHEV）在內(nèi)的電動汽車（EV）的電池供電，整體效率在80-90%以上，功率為1至10KW，距離小于厘米。中低功率近場充電，范圍廣泛用于醫(yī)療設置和家用日用電器，如感應牙刷、電視、照明墻壁開關和小型個人電子便攜式設備。最近，更多的應用涉及油井、海上能量收集、煤礦、電動自行車、傳感器、可穿戴設備、植入式系統(tǒng)、RFID、發(fā)光二極管 （LED） 顯示器、電力線通信和智能電網(wǎng)。

在這兩種無線充電技術中，如今，基于耦合的充電，尤其是感應充電，由于易于和低成本的實施，更低的功率，更低的頻率，更高的效率，以及消費者對射頻指令的安全問題，是工業(yè)和商業(yè)的選擇。

磁感應和磁共振耦合都作用于近場，其中產(chǎn)生的電磁場命令靠近散射物體/發(fā)射器的區(qū)域。近場功率根據(jù)充電距離倒數(shù)的立方衰減。

電感耦合

它的工作原理是磁場感應的基本原理，在兩個線圈之間傳遞電能。

功率傳輸是由于初級線圈穿過次級接收器線圈產(chǎn)生的不同電磁場，并在場內(nèi)感應電流/電壓，通常小于波長。該感應電壓可用于為無線設備充電。

電感耦合的工作頻率通常在千赫茲范圍內(nèi)，范圍為110KHz至205KHz。次級線圈應在工作頻率下調(diào)諧，以提高充電效率。

由于功率衰減越高，質(zhì)量因數(shù)通常較小，因此有效充電距離小于20cm。例如，對于電動汽車，RFID和整體有效功率可以實現(xiàn)更高的KW。

磁感應耦合的優(yōu)點包括易于實施、操作方便、近距離效率更高（小于線圈直徑）和確保安全。因此，它在小型個人和便攜式電子設備中很受歡迎。

個人電子產(chǎn)品和便攜式設備市場更關注WPC形成的內(nèi)部接受的Qi標準。Qi標準主要側重于磁感應功率傳輸，支持單個站為所有個人設備充電，數(shù)字帶內(nèi)鏈路用于識別兼容設備和控制功率水平。

磁共振耦合

它的工作原理是消逝波耦合的基本原理，通過振蕩磁場在兩個諧振線圈之間產(chǎn)生和傳輸能量。

它可以以高能量傳輸效率實現(xiàn)，向外非共振的泄漏很小。

該技術可以應用于一個發(fā)射諧振器和多個接收器諧振器之間。因此，它能夠以更高的品質(zhì)因數(shù)對在MHz頻率范圍內(nèi)運行的多個設備進行并發(fā)充電。

盡管如此，Airfuel的磁共振功率傳輸也集中在以6.78MHz頻率運行的行業(yè)，單個功率傳輸單元可以供電到多個功率接收單元。BLE鏈路用于識別兼容設備和控制功率水平。

審核編輯：郭婷