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无线充电的原理是什么？

线圈,磁场,技术无线充电的原理是什么？

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

无线充电的原理是什么？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

物理学家早就知道，在两个共振频率相同的物体之间能有效地传输能量，而不同频率物体之间的相互作用较弱。歌唱家演唱能将装有不同水量瓶子中的一个震碎，而不影响其他瓶子就是这个道理。这也好比我们荡秋千时，只需坐在上面让下垂的双腿同步摆动就能给秋千带来动力一样，无线充电技术正是利用了这个道理。请关注：容济点火器

原理很简单，就是电磁感应，不过实际的无线充电器肯定复杂一些，因为需要配套程序功能，比如异物检测、温控、变频等。如果只是玩玩试验下，弄2个一样规格的线圈(不一样也可以，但电压会变)，一个输入5V的交流电进去，另一个接到手机充电口就能充电，不过效率肯定很低的。现在手机充电器充电距离（线圈之间的间隙）一般定在3-8mm，太近容易有互感，过远自然是感应太弱甚至感应不到。充电效率（转换率），现在按QI标准实验室能达到80-84%，量产的以76%标准，但实际使用起来也就60—73%差不多，和放置的位置、线损有一定关系。

回答于 2019-09-11 08:43:50

为沐浴在移动互联网时代的互联网人，手机始终保持充足的电量是必须的。而众所周知，锂电池的能量密度水平已经处于长期停滞状态，而越来越大的屏幕、越来越强的性能都增加了对手机电池的压轴。因此，快充、无线充电就成为了手机厂商全新的解决方案。

vivo的手机也要有无线充电了

比如说，在刚刚过去的小米9发布会上，搭载高通骁龙855、拥有后置三摄、屏幕指纹的这款小米新旗舰堪称市场竞争力爆炸，大家唯一的担忧就是3300mAh的电池能否满足续航的要求。因此小米拿出了无线充电座充、无线充电宝、车载无线充电这一整套的解决方案，保证用户在主要应用场景上都能够非常方便的为手机充电。

不过，目前智能手机上普遍使用的无线充电技术，都是需要与无线充电设备的底座接触，稍微离开一些距离就无法继续充电了，也就是说并不能很方便的一边玩手机一边充电。

那么有没有真正意义上的“无线充电”呢？答案是有的，美国Energous就在2017年宣布推出的RF无线充电解决方案WattUp就是一种能够像WiFi一样的远场无线充电技术。日前，据外媒Cnet报道，Vivo与Energous已经就无线充电技术展开合作。由Energous的WattUp无线充电技术提供支持，为vivo提供基于RF无线充电技术的智能手机。

无线充电并不是一个很新潮的科技，早在一个半世纪之前就由英国科学家迈克尔·法拉第发现只要穿过闭合回路的磁通发生变化，闭合回路中就会产生感应电流。这种磁场变化产生感应电流的现象被称为电磁感应现象，到了1890年“科学怪才”尼古拉·特斯拉通过无线输电试验，实现了交流发电。

简而言之，无线充电就是利用电磁波感应原理或者其他相关的交流感应技术，在发送端和接收端用相应的设备来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的一项技术。当然从理论到实际的转化并不是一蹴而就的，随着技术的进步，直到100多年之后的21世纪，无线充电技术才逐步开始应用在消费级市场。目前，应用在移动设备上的小功率无线充电使用的是电磁感应模式，而应用在汽车领域的大功率大功率无线充电常采用谐振式。而今天的主角WattUp使用的则是比较罕见的无线电波式。

更自由的无线电波充电

我们比较熟悉的iPhone X的、小米9、华为Mate 20上使用的电磁感应式无线充电，即WPC联盟主导的QI标准，其具有电路设计简单、成本较低的优势，但劣势就是充电距离非常有限，并且感应线圈的必须正确对准，君不见无需对准就能充电的AirPower到现在都没有亮相。

而WattUp则是基于射频（RF）的无线电波模式解决方案，为了实现无线电波来充电，就必须两个部分——发射和接收(transmitter\u0026receiver)。WattUp用PCB天线替代感应线圈，可通过无线电波段提供智能、可扩展的电源，有效充电距离也扩大到了4.5左右米。WattUp方案的发射器用来发射RF射频能量，而接收器则是内嵌在受电设备内部，只需要PCB天线即可实现电量的接收。换句话来说，就是使用WattUp技术的手机需要在内置增加一个PCB天线模块以替代常见的感应线圈。

WattUp系统的工作原理可简要概括为，使用天线阵列发射多种5.8GHz的无线电波的可控波束，采用Dialog的SmartBond蓝牙低功耗解决方案，作为无线发送器和接收器之间的带外数据通信渠道。从而在设备的周围形成小型能量包，在这个能量包内，装置的接收天线可以接收这种射频能量，然后为电池充电。

当然，WattUp让无线电波充电从不可能到可能的关键是，Energous为这套设备添加了Dialog的DA1210波束成形（5G同款核心技术）IC，再搭配DA3210功率放大器IC，从而实现了完整的远距离发射系统。

在智能手机上使用射频技术的最重要应用还是在手机的射频天线上，这也是智能手机最基础的通讯功能的基石，而WattUp也是使用的射频PCB天线，按照常理来说，这也就是意味着信号干扰的情况会出现。这一点，Energous自然是注意到了，WattUp的工作频段为5.8GHz，即不是现在WiFi使用的2.4GHz和5.0GHz，也不是5G毫米波频段的24GHz以上频段。

事实上，早在iPhone X上市之前，Energous总裁Steve Rizzone曾表示过已经和“世界上最大的消费电子企业”签署了合同，也就是在暗示与苹果达成合作，但事实上不光iPhone X上没有用的WattUp，苹果自己的AirPower也不见踪影。

不过，两年的时间过去了，vivo与Energous的合作或许意味着无线RF充电已经更加成熟了。因为，Energous已经宣称实现了20W的解决方案，这已经媲美目前大多数智能手机使用的线圈式磁场感应方案了。

但是，这也引申出来有关安全性的问题，毕竟不同于磁场感应，无线RF充电使用的是无线电波，虽然射频辐射并不是离子化过程，但依然会产生热效应。好在，在2017年，WattUp Mid Field发射器获得了美国FCC批准，且射频辐射的曝光量远低于FCC、FDA以及欧盟的相关标准。

智能手机的未来有了新风向

vivo与Energous的合作如果最终能够用实际产品落地的话，对于目前的无线充电在智能手机的应用生态就将造成极其深远的影响。毕竟在2013年高通倒戈之后，WPC提倡的Qi标准就已经在智能手机领域成为主流，无线充电领域的另一大势力，即PMA联盟和A4WP联盟在2015年合并的AirFuel无线充电联盟则一直被压制。

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