无线电源和无线充电是如何工作的

19世纪90年代，尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)发明了特斯拉线圈，吸引了全世界的想象力。这种线圈不需要电线就可以通过空气传输电力。100多年后，世界做出了回应，采用了这项突破性技术，主要是为电动牙刷充电。

但事情在无线电力的世界瞬息万变，有一些新的想法来的最前沿，在过去的几年里。随着越来越多的小工具制造商获得臀部无动力砖一世界的想法，这是一个技术类别，大约的爆炸。

你的电话，你的灯，甚至你的电动汽车哪天会没有电线供电?这里是无线电源如何工作的入门。

今天：短程感应耦合

以具有电池内部的设备和休息是一个特殊的充电站或将其放置在充电垫：这种类型的无线电力，我们大多数人都至少看到在过去的几年中，被称为感应耦合。它涉及到两个设备，但没有明显的电极或明显的接触点。周围使用磁场的技术牯创建的电流。

通过线圈通电，就会产生磁场。在典型的感应耦合场景中，该线圈被发现在基站或充电单元内，插入墙壁。现在采取另一线圈的电线，并把它在接近接近(但不接触)第一个线圈。

Qualcomm

在我们的例子中，第二个线圈在牙刷或智能手机内。当第一个线圈的磁场与第二个线圈相互作用时，它产生电流。这就是所谓的感应。目前并不多，但话又说回来，你的牙刷并不需要多大的力量夫妻你每天刷牙分钟后，其内部的电池充电。所以，仿佛被施了魔法，该设备始终充满电。

电感耦合在电动牙刷上的应用是必要的。如果电极被弄湿，暴露在外的电极不起作用，而且实际上可能非常危险。最近，随着这项技术得到改进，以提供更小的组件更高的效率，它的主要用途正在变成一种方便。你不需要在家里或车里给你的手机插上插头，巧妙地设置在你的房子和车里的感应耦合器可以自动为你照顾它。

明天:远程感应耦合

电感耦合是一个不错的主意，但其极短的范围，往往对一些规模毫米，使得它在现实世界中最小有用。（电流可行进依赖于线圈的直径和绕组数的距离。）的研究今天的大部分都集中在最大化在该电流可被诱导的距离，并最小化功率的通过该距离的损失。

最近的研究发现，使用同样的材料可以扩大感应电流的有用范围共振频率。所有物体都有其振动的自然共振频率。想想音叉。不管你用多大的力度击打它，它总是以相同的频率振动，每次发出相同的音调。当您匹配一个电感耦合场景中的两个线圈的谐振频率时，您可以从配置中获得更好的效率。

迈克尔·布朗

谐振电感耦合电路的设计要比这复杂一点，涉及到两个电感线圈的每个附加一个电容。工程师可以微调线圈和板的设计来改变共振频率。最终，当系统被激活时，就会产生一种电磁波，这种电磁波可以从一个谐振线圈传到另一个谐振线圈，传播的距离比以前可以传播的距离要远得多。

沿着这些线路的最具标志性的实验发生在麻省理工学院在2006年和2007年，当研究动力从一系列使用谐振感应两米的60瓦的灯泡。该技术被赋予了名字：WiTricity公司。研究人员之一,马林Soljačić,后来继续发现无线电力公司相同的名称。如今，该公司出售其开发工具包神童售价995美元的系统:“通向未来无线世界的大门。”

商业活动

市场已经塞满了公司正在将这些技术运用鳃，和标准制定机构正在迅速成熟。

的齐规范正被称为无线充电联盟大规模组，其中包括微软，松下，三星，索尼，东芝，Verizon和较发达。齐（发音齐川阳）确实是一个简单的实现感应耦合，设计成工作主要是通过与一个彼此物理接触的装置。

为了鼓励人们在车内、办公桌前、在咖啡店和咖啡馆短暂停留时“给零食充电”，该联盟现在列出了总共的“充电零食”692认证，兼容的产品在市场上，主要是充电板和手机套。宜家近日宣布，将推出家具采用内置充电板针对智能手机和平板电脑。Qi标准的新版本扩展其范围通过使用共振耦合从7mm到45mm。这听起来可能不多，但它确实使该技术在实现的地方更加灵活。

创建无线电源规范的另外两个组织——无线电源联盟(A4WP)和电源问题联盟(PMA)——最近宣布，他们将合并。A4WP成员公司包括华硕、戴尔、富士通、惠普、英特尔和Witricity，以及PMA成员公司金霸王、宝洁、LG和星巴克。

该A4WP促进了谐振耦合技术被称为Rezence，至今尚未看到任何广泛的商业部署，但也有极少数PMA-certified产品现在在市场上。而星巴克在波士顿和旧金山的试点项目取得成功后，也曾宣布计划在其全国门店推出兼容pma的无线充电板。

最终，这三种技术都是相似的，但所用材料的共振频率值和所产生的能量都不同。不过，从长期来看，这不太可能成为主要障碍。高通无线电源解决方案高级总监Mark Hunsicker说，设备制造商可以简单地整合支持两种主要技术的组件。他说:“实现双模接收器相对简单。”

在明天

未来无线电力技术将如何商业化?利用巨大的特斯拉线圈来为整个社区供电的可能性不大，但在未来，除了为手机电池充电外，无线供电还是有可能的。随着共振感应技术扩大了无线充电的范围，家具制造商正在将充电板集成到桌子、酒吧顶部和床头柜中。

宜家

有一天，所有的表面都可能会用上充电技术——不仅是桌子，还有地板和墙壁。当然，所有这些都需要考虑安全问题，因为无线电源的副产品之一就是热量。“在未来，整个行业都希望看到类似Wi-Fi的体验，”Hunsicker说，“但这其中存在着巨大的监管挑战。”

IEEE院士斯图尔特Lipoff注意到，在这一点上“它真的不清楚是什么人觉得有用或都愿意投资”，但他想象着将释放我们从两相插头的暴政公共无线充电基础设施。“交通信号灯交叉口处将是一个有趣的无线电力现货”两个行人和司机，他说。它甚至可以很容易地货币化。“无线电站可以简单地查找您的ID您的手机上，并您收取电费的，你传递给它的数量。在今天的高科技电池，则可以将电池中途只需几分钟，而等待光线变化充电“。

电动车是另一个领域，这项技术已经在上升。在本届CES上，两家企业，其中包括宝马，展示了无线的车辆充电技术。只要你的车停在你的车库里垫和车辆自动充电。

那把充电器放在马路上怎么样?虽然这只是一个概念，但这是一个可以彻底改变我们所知道的公路旅行的想法，让电池在我们行驶的时候充满电。

这个故事，“如何无线功率和无线充电作品”最初发表TechHive 。