无线充电技术对消费者和工业解决方案的影响

无线感应充电的工作原理是在一定距离内在感应发射器和接收器线圈上产生电磁场，而无需任何电缆连接。

到2027年，全球无线充电市场规模预计将达到402.4亿美元，从2020年到2027年的复合年增长率为22.2%。

该技术的主要目的是为工业设备、个人电子设备、家用电器和便携式设备无线充电，无需任何电缆即可提高效率。与其目标相反，无线感应充电在没有电池供电的情况下无法完全在没有电缆的情况下工作。

充电站/发射器仍将通过电源线与主电源插座连接，并在没有电池时保持持续连接。但是像智能手机这样的小型个人电子产品可以无线充电。它必须放置在无线站/发射器附近。

充电站/发射器包含一个线圈，交流电（交流电）通过该线圈流向个人小工具的接收器线圈，并且该电产生电磁场。当智能手机等小型个人电子产品在此电磁场区域内充电时。

在工业中采用无线充电技术的优势

无线感应充电正在迅速从理论发展到商业和工业产品的标准功能。在智能手机、耳塞/AirPods、手表等消费电子设备中尤其如此。这最大限度地减少了有线充电要求，并接受通用无线解决方案，使用单站/发射器为所有电子产品个人小工具充电，并提高友好性。减少电子废物以支持通用解决方案，如Qi（Chee）标准，并且可以最大限度地减少充电器对不同设备的特定要求。由于接收器按需发出功率请求，它更加灵活和节能，并且可以在发射器端相应地设置功率传输限制，以实现所需的功率传输。它还增加了电池供电和有线设备的灵活性，以避免更昂贵、更危险和不可行的选择。

无线充电的唯一缺点是它比有线充电器产生更多的热量，并且还需要特殊的机械成型/腔体才能放置。

下面我们来谈谈目前无线感应充电技术基础知识的趋势

无线充电技术的成熟正朝着两大方向发展：基于射频的充电和基于耦合的充电。对于安全和全球感应无线技术支持，主要形成了两个标准来支持无线充电：无线充电联盟（WPC）标准的Qi;合并的空中燃料;电力物质联盟的PMA;和无线电源联盟 （A4WP） 标准的 A4WP。

电感耦合功率传输还能够支持千瓦级以上的高功率传输。它广泛用于工业自动化领域，如机器人操纵、自动水下航行器、感应发电机和电机。为了给包括插电式混合动力电动汽车（PHEV）在内的电动汽车（EV）的电池供电，整体效率在80-90%以上，功率为1至10KW，距离小于厘米。中低功率近场充电，范围广泛用于医疗设置和家用日用电器，如感应牙刷、电视、照明墙壁开关和小型个人电子便携式设备。最近，更多的应用涉及油井、海上能量收集、煤矿、电动自行车、传感器、可穿戴设备、植入式系统、RFID、发光二极管 （LED） 显示器、电力线通信和智能电网。

在这两种无线充电技术中，如今，基于耦合的充电，尤其是感应充电，由于易于和低成本的实施，更低的功率，更低的频率，更高的效率，以及消费者对射频指令的安全问题，是工业和商业的选择。

磁感应和磁共振耦合都作用于近场，其中产生的电磁场命令靠近散射物体/发射器的区域。近场功率根据充电距离倒数的立方衰减。

电感耦合

它的工作原理是磁场感应的基本原理，在两个线圈之间传递电能。

功率传输是由于初级线圈穿过次级接收器线圈产生的不同电磁场，并在场内感应电流/电压，通常小于波长。该感应电压可用于为无线设备充电。

电感耦合的工作频率通常在千赫兹范围内，范围为110KHz至205KHz。次级线圈应在工作频率下调谐，以提高充电效率。

由于功率衰减越高，质量因数通常较小，因此有效充电距离小于20cm。例如，对于电动汽车，RFID和整体有效功率可以实现更高的KW。

磁感应耦合的优点包括易于实施、操作方便、近距离效率更高（小于线圈直径）和确保安全。因此，它在小型个人和便携式电子设备中很受欢迎。

个人电子产品和便携式设备市场更关注WPC形成的内部接受的Qi标准。Qi标准主要侧重于磁感应功率传输，支持单个站为所有个人设备充电，数字带内链路用于识别兼容设备和控制功率水平。

磁共振耦合

它的工作原理是消逝波耦合的基本原理，通过振荡磁场在两个谐振线圈之间产生和传输能量。

它可以以高能量传输效率实现，向外非共振的泄漏很小。

该技术可以应用于一个发射谐振器和多个接收器谐振器之间。因此，它能够以更高的品质因数对在MHz频率范围内运行的多个设备进行并发充电。

尽管如此，Airfuel的磁共振功率传输也集中在以6.78MHz频率运行的行业，单个功率传输单元可以供电到多个功率接收单元。BLE链路用于识别兼容设备和控制功率水平。

审核编辑：郭婷