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四大无线充电技术对比(含厂商方案)

  电源电池  

candytang 2016-12-16

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随着物联网、可穿戴和智能硬件的发展,需要充电的设备越来越多,我们开始厌倦杂乱的一堆充电线和需要频繁充电的电池。无线充电的优势远远不止于摆脱线缆的束缚。当前市场上各种各样的近场、远场充电无线技术,其中包括感应式、谐振式、超声及红外线充电等等,这些技术都需要遵循不同的标准,也需要不同程度的折中。现如今都有哪些常见的无线充电方式及解决方案呢,本文带你一同探讨。

目前主流的无线充电方式有四种:


1、无线充电联盟(WPC)推出Qi标准:电磁感应无线充电方式

2、A4WP与PMA合并后的AirFuel Alliance(国际无线充电行业联盟):磁共振方式

3、无线电波式充电方式

4、电场耦合式无线充电


这四种无线充电方式的技术优势对比如下图:


国外研发无线充电技术(包括芯片/方案/发射接收器件)的企业主要包括了IDT、TI、Freescale、高通、博通、安森美、Maxim、凌力尔特、NXP、ST、Intel(今年五月已关闭该业务)、Fulton、Witricity、PowerbyProxi(三星投资)、Energous、Delphi、松下、东芝、罗姆、富士通、瑞萨、理光等。

国内则有中惠创智、新页、中兴、劲芯微、美嗒嗒、微鹅、斯普奥汀、华润矽科、新捷、伏达、欢喜科技以及台湾凌阳、新唐、联发科、技领、立锜、盛群等。


一、无线充电联盟(WPC)推出Qi标准:电磁感应方式,2008年12月成立。




原理:电流通过线圈,线圈产生磁场,对附近线圈产生感应电动势,产生电流
传输功率:数W-5W
传输距离:数mm-数cm
使用频率范围:22KHz
充电效率:80%
优点:适合短距离充电;转换效率较高
限制:特定摆放位置,才能精确充电;金属感应接触会发热

具体方案有如下:


1、Qi标准 | TI 无线充电方案

2、Qi标准|Toshiba无线充电方案

3、Qi兼容无线充电解决方案

4、用于低功耗可穿戴应用的符合 Qi (WPC) 标准的无线充电器

5、成本17元,电磁感应式智能无线充电器方案


二:A4WP与PMA合并后的AirFuel Alliance(国际无线充电行业联盟):磁共振方式,2015年11月成立。
注:
A4WP(无线能源联盟)推出Rezence标准:磁共振,2012年5月成立;
PMA(电力联盟)推出PMA标准:电磁感应方式。



原理:发送端能量遇到共振频率相同的接收端,由共振效应进行电能传输
传输功率:数KW
传输距离:数cm-数m
使用频率范围:13.56KHz
充电效率:50%
优点:适合远距大功率充电;转换效率适中
限制:效率较低;安全与健康问题

具体方案有如下:


1、英特尔牵手海尔推A4WP标准无线充电方案

2、意法半导体与WiTricity合作开发谐振无线电能传输芯片




三、无线电波式


原理:将环境电磁波转换为电流,通过电路传输电流传输功率:大于100mW

传输距离:大于10m

使用频率范围:2.45KHz
充电效率:38%
优点:适合远距离小功率充电;自动随时随地充电
限制:转换效率较低;充电时间较长
解决方案商:Powercast等

具体方案有如下:


1、AirVolt无线充电器
AirVolt是一款利用无线电波给移动设备进行充电的无线充电器。和同类型产品一样,它的效率要比有线充电低一些。AirVolt充电头通电后可以将电能转化为电磁波,接收器获取后会将电磁波又转化为电能为手机充电。当电量充满到80%时就会自动停止充电,低于20%时又会自动充电,既保证了手机最佳电量又不会导致过度充电,增加了电池使用寿命。



AirVolt由 TechNovator公司开发,需要充电时只要将接收器插进手机,再将充电头插上插座就能进行远程无线充电。最佳充电距离是9米之内,而最远距离可达12米,躲到屋里任何一个角落都能充电!接收器和充电头体积都足够小,充电速度就比普通充电器慢一些。有Lightning 或 Micro usb两种接口选择,满足不同需要。

四、电场耦合式


原理:利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力
传输功率:1W-10W
传输距离:数mm-数cm
使用频率范围:560-700KHz
充电效率:70%-80%
优点:适合短距离充电;转换效率较高;发热较低;位置可不固定
限制:体积较大;功率较小
解决方案商:Murata村田制作所等


此外,无线充电技术还有WattUp无线充电、WiFi无线充电(十米距离)、超声波无线充电(5米)、红外光充电系统等新型充电技术,此处就不一一列举了。

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