令人期待的无线充电技术

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1、令人期待的无线充电技术“无线充电”顾名思义就是利用一种特殊设备将电源插座的电力转变为可充电的电波，从而在扔掉电线的情况下直接对电子设备充电。由于电波的传输与设备的充电接口无关，所以如果无线充电技术一旦普及，我们将可能享受以下“福利”：   1.不受插座和线缆束缚，充电更方便。   2.充电器接口之争得到解决，不同品牌、不同接口充电器的时代宣告过去(我们知道现在这样的结果本就是人祸)。   3.没有了电线联结器，移动类电子设备体积进一步缩小。而且，由于设备外壳上没有金属接点或者开口，可以增强电子产品的防水性。   近在咫尺的无线充电技术   其实早在1890年，物理学

2、家兼电气工程师尼古拉·特斯拉(Nikola13Tesla)就已经做了无线输电试验(图1)。他提出并实现了交流发电。磁感应强度的国际单位制也是以他的名字命名的。特斯拉构想的无线输电方法，是把地球作为内导体、地球电离层作为外导体，通过放大发射机以径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8Hz的低频共振，再利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。但因财力不足，特斯拉的大胆构想并没有得到实现。后人虽然从理论上完全证实了这种方案的可行性，但世界还没有实现大同，想要在世界范围内进行能量广播和免费获取也是不可能的。因此，一个伟大的科学设想就这样胎死腹中。图1特斯拉进行无线电力

3、传输实验   13事实上，从低频波到宇宙射线，我们周围到处存在着电磁波，它们都携带着或多或少的能量。在不少物理学家看来，人们要做的或许仅仅是找到合适的办法接收和利用这些能量。特斯拉的想法虽然难成现实，但无线电能传输对于新能源的开发和利用、解决未来能源短缺问题有着重要的意义，因此，许多国家都没有放弃这方面的研究。1968年，美国工程师彼得·格拉泽(PeterGlaser)提出了空间太阳能发电(SpaceSolarPower，SSP)的概念，其构想是在地球外层空间建立太阳能发电基地，通过微波将电能传输回地球(图2)，并通过整流天线把微波转换成电能。1979年，美国航空航

4、天局NASA和美国能源部联合提出太阳能计划—建立“SPS太阳能卫星基准系统”。欧盟则在非洲的留尼汪岛建造了一座10万千瓦的实验型微波输电装置，已于2003年向当地村庄送电。野心勃勃的日本拟于2020年建造试验型太空太阳能发电站SPS2000，2050年进入规模运行。   其实，无线充电技术离我们这些普通人也并非遥不可及。相信一定有人使用过某种品牌的电动牙刷(图3)，只要将牙刷插入220V的充电座上即可实现不接触的无线充电，使用起来很方便。这种无线充电就是利用电磁感应原理，解决了潮湿环境下的用电安全问题。13   无线电能传输有电磁感应、射频和微波三种基本方式，这三种

5、技术分别适用于近程、中短程与远程电力传送。但每种无线充电方式都有一些缺点，从而限制了它的发展。例如电磁感应方式传送能量较小、传送范围较小等，这也是为什么电动牙刷必须放在充电座上才能充电，而不能将牙刷任意摆放的原因。所以，现在各家公司的研究方向就是对这些技术进行改良和完善，从而最终实现商品化。   感应“垫子”上市，无线充电梦想成真   香港城市大学的许树源教授早在几年前就曾经成功研制出一种“无线电池充电平台”，可将数个电子产品放在一个充电平台上，透过低频电磁场充电，充电时间与传统充电器无异，技术实现也不深奥。这种无线电池充电平台利用的就是变压器原理—13变化的磁场中

6、闭合的金属线圈会产生电流。而英国SplashPower公司2005年初上市的无线充电器Splashpads(图4)，就是变压器原理商业化的无线充电产品。图5电磁感应方式的无线充电原理图6WildChargemini型充电“垫子”   Splash13Pads看上去就像一块柔软的鼠标垫，它的塑胶薄膜里面装有产生磁场的小线圈阵列(变压器原边)，以及由磁性合金绕以电线制成的口香糖大小的接收线圈(变压器副边，可以贴在电子设备上，图5)。在CES2007上，WildCharge公司也推出了两款无线充电器产品WildCharger和WildCharger-Mini(图6)。Wi

7、ldCharge的无线充电器与SpashPower公司的产品外观非常相似，也是垫子模样的东西。WildCharger的功率较大，除了可以给手机和媒体播放器充电以外，还可以为笔记本电脑充电，而WildCharger-Mini毕竟个子小，只能给手机等小型设备充电。据称WildCharge公司将从最近开始在网上销售这类无线充电产品。 共振，解决无线电力传输的距离问题   既然电磁感应方式实现并不复杂，为什么使用该类技术的无线充电器普及这么困难呢？简单地说，最大障碍就在“传输距离”方面。众所周知，传输电力即便通过金属线路传输，距离远了也会产生相当大的线路损耗，更别提通过