快速發(fā)展的無線充電市場迫切要求制造商和開發(fā)商為設備間互操作性制訂全球統(tǒng)一的無線充電標準。

建立一種全球通用的無線充電技術(shù)的比賽正在如火如荼地進行中。新的令人激動的無線充電技術(shù)進展和產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)一些公司緊盯一種技術(shù)，也有些公司支持多種技術(shù)。但各種技術(shù)間互操作性的缺乏仍然是個大問題，因為沒有統(tǒng)一的無線充電標準。

無線電力傳輸?shù)南敕ㄒ呀?jīng)出現(xiàn)好多年了。早在20世紀00年代，尼古拉●特斯拉就開始嘗試無線供電了，但一直沒有取得完全成功。不過他已非常接近成功他的革命性發(fā)明被稱為特斯拉線圈。這種不用導線傳送電能的系統(tǒng)徹底改變了電能的使用方式（圖1）。

圖1：特斯拉線圈是尼古拉●特斯拉于20世紀00年代發(fā)明的。

在短距離內(nèi)不用導線實現(xiàn)電力傳輸?shù)募夹g(shù)和方法有很多種，比如電磁感應、磁共振、電容耦合、磁力耦合等等。前兩個應該是目前市場上最常用的技術(shù)。

電磁感應（電感性耦合）

這種近場方法使用導線線圈之間建立的磁場實現(xiàn)電能的無線傳輸。當電流流經(jīng)發(fā)送線圈時，它會產(chǎn)生一個磁場，進而在接收線圈中感應出一個電壓。

線圈耦合得越好，電能傳輸?shù)镁驮胶?。耦合因子k指示耦合程度。k值取決于多種因素，比如線圈的形狀、它們之間的角度以及電感器之間的距離。

根據(jù)發(fā)送器線圈和接收器線圈之間的距離不同，這種系統(tǒng)可以分成松耦合或緊耦合兩種。

在緊耦合系統(tǒng)中，發(fā)送線圈和接收線圈具有相同的直徑。它們彼此對齊，相距最小的Z。這個距離Z比線圈直徑小得多。這種系統(tǒng)發(fā)熱少，具有較高的效率（圖2）。

圖2：這是收發(fā)線圈具有相同直徑的緊耦合系統(tǒng)。

而松耦合系統(tǒng)中的線圈可以有較大的距離，但電能傳輸效率較低，電磁輻射較高（圖3）。

圖3：在松耦合系統(tǒng)中，線圈之間的距離較大。

電磁感應有許多優(yōu)點，比如電路方案簡單，具有較好的成本效益。主要的缺點包括充電距離有限，發(fā)送器和接收器之間必須精確對齊。

磁共振（共振感應耦合）

這種近場方法利用共振現(xiàn)象在一定空間內(nèi)無線傳輸電能，其原理與電磁感應是相同的。發(fā)送器和接收器線圈以相同的頻率振蕩（或共振），這個頻率取決于線圈的材料和形狀（圖4）。

圖4：通過磁共振線圈點亮燈泡。

磁共振的主要優(yōu)點在于能夠在相對較長的距離內(nèi)傳輸電能，發(fā)送器和接收器不需要精確的對準。不過由于電路控制復雜，生產(chǎn)成本較高。

熱門產(chǎn)品

目前市場上流行的大多數(shù)產(chǎn)品依賴于磁感應和磁共振無線充電技術(shù)。這些產(chǎn)品包括：

●Qi：Qi由無線充電聯(lián)盟（WpC）創(chuàng)建，可以給從智能手機到無繩廚房電器等一系列設備充電或供電。它將感應技術(shù)和諧振技術(shù)整合在了一起。圖5顯示了支持Qi標準的眾多產(chǎn)品之一。

●powerbyproxi：這一WpC成員在許多電池供電的設備中提供共振無線解決方案，但設計約束限制了它們的效能。他們?yōu)楣I(yè)現(xiàn)場提供多種產(chǎn)品解決方案。舉例來說，proxi-point無線連接器能為難以到達的位置上的傳感器提供電能，并為電池充電（圖6）。

圖5：這是三星公司開發(fā)的無線Qi充電座。

圖6：這種proxi-point無線連接器主要是為難以夠到的傳感器提供電能。

●Wipower：高通既是無線充電聯(lián)盟也是Airfuel聯(lián)盟的成員。公司的Wipower技術(shù)基于的是磁共振原理。Wipower最近宣布可以給具有金屬外殼的設備進行無線充電。

●WiTricity：這種基于磁共振的技術(shù)是為間距一厘米至數(shù)米的設備設計的。原始設備制造商（OEM）可以將這種技術(shù)直接嵌入他們的產(chǎn)品和系統(tǒng)中（圖7）。WiTricity是Airfuel聯(lián)盟的一位活躍會員。

●powermat：這是一種基于電磁感應的技術(shù)，包含一個給電子設備充電的墊子。這種技術(shù)通過了pMA聯(lián)盟（powerMattersAlliance）的認證。具有內(nèi)置無線充電功能的這些設備可以在充電點立即加電。如果設備沒有被激活，可以用插電式powermatRing進行無線激活（圖8）。

圖7：Witricity的prodigy可以用一個電源給兩臺設備同時進行無線充電。

圖8：這種三星設備可以使用pow？ermatRing并通過powermat進行充電。

在了解這些熱門產(chǎn)品時可以明顯地發(fā)現(xiàn)：從技術(shù)角度看磁共振和電磁感應占了主要地位。選擇哪種技術(shù)取決于具體的應用。

無線充電是一個仍在發(fā)展中的新興市場。隨著更多技術(shù)和產(chǎn)品的出現(xiàn)，消費者有望在市場上隨處見到具有互操作性的產(chǎn)品。

主要玩家

在開發(fā)磁共振和電磁感應技術(shù)的領(lǐng)域中有兩個關(guān)鍵的組織機構(gòu)，即無線供電聯(lián)盟（WpC）和Airfuel聯(lián)盟。WpC成立于2008年，是Qi標準的創(chuàng)立者。

WpC聯(lián)盟成員一直致力于開發(fā)一種全球統(tǒng)一的無線充電技術(shù)標準。目前有200多家公司提供的800多種產(chǎn)品都支持Qi標準。聯(lián)盟管理成員包括LG、高通、三星、TI、東芝和Verizon。

Airfuel聯(lián)盟是個全球性生態(tài)系統(tǒng)，是pMA聯(lián)盟和A4Wp聯(lián)盟（AllianceforWirelesspower）最近（2015年6月）合并的結(jié)果。組成聯(lián)盟董事會的公司有AT&T、英特爾、安森美、powermat、三星和WiTricity。

值得一提的是，pMA聯(lián)盟是一家全球性的非贏利性行業(yè)組織，致力于為無線供電技術(shù)建立范例。它的創(chuàng)始成員是powermat。同樣，A4Wp聯(lián)盟也是一家獨立運營的非贏利性組織，致力于在Rezence技術(shù)基礎上搭建全球性的無線充電生態(tài)系統(tǒng)。

遺憾的是，這場標準之爭并沒有給WpC聯(lián)盟和Airfuel聯(lián)盟創(chuàng)造任何功能、互操作性或靈活性。制造業(yè)中的一些大公司，比如微軟、高通和三星，都同時是WpC和Airfuel聯(lián)盟的成員。因此他們的產(chǎn)品同時支持這兩種無線充電標準。

Semtech公司是另一家擁有雙會員資格的公司。去年十月，Semtech公司發(fā)布了一款新的無線充電平臺，該平臺能夠支持所有主要的標準（Qi、pMA和A4WpRezence）。包含TS80000發(fā)送器和TS81000接收器的TS80K平臺支持針對可穿戴、移動和嵌入式系統(tǒng)應用的多種系統(tǒng)配置（圖9）。

圖9：Semtech的三模式無線充電平臺包括TS80K發(fā)送器和TS81K接收器。

TS80K具有更高的靈活性，因為這個平臺以多模技術(shù)支持所有主要的（同時針對發(fā)送器和接收器應用的）無線充電標準。還可以經(jīng)過適當修改迅速支持新的無線充電標準。TS80K平臺支持種類廣泛的供電解決方案，從100mW的可穿戴解決方案到100W的解決方案，適用于工業(yè)加工設備、醫(yī)療設備和聯(lián)網(wǎng)的家具設備。

TS80K的多模式發(fā)送器解決方案輸出的功率電平范圍從100mW到40W以上。因此它能實現(xiàn)家具、汽車和公共場館中的嵌入式充電功能，在單個易用且高成本效益的平臺基礎上，能夠支持所有主要的無線標準。

WpC聯(lián)盟和Airfuel聯(lián)盟之間缺少統(tǒng)一的標準使得供應商在他們的產(chǎn)品中采用這些技術(shù)的步伐非常緩慢。一旦在這場無線標準之爭中明確勝者，那么這個市場將很快形成數(shù)十億美元的通用無線充電器業(yè)務。最終消費者將能夠從豐富的產(chǎn)品中作出明智的選擇。