在上一篇文章“詳述無線充電技術的新舊創意大盤點（一）”中，我們介紹了有關感應充電的內容。本文，我們將對諧振無線充電和遠場充電進行詳細講解。

 

 

新技術已經到來：諧振無線充電

 

近場感應充電依然是當今的主流技術，但是另外兩種技術也即將進入大眾視線，它們能夠提供更遠距離的無線充電。

 

諧振充電是另一種近場WPT技術，它比感應充電的效率要低一些，但是支持更長的充電距離，對于線圈的不對齊問題也沒那么敏感。諧振充電系統不依賴線圈的緊密耦合，相反其兩個線圈是松散耦合的，但是都調到一個共同的振動頻率。諧振無線充電的優勢包括可以同時對多個接收器充電，而且兩個線圈的尺寸也可以不同。

 

諧振無線充電技術對汽車領域的應用來說頗具吸引力，其中一個原因是它相比感應充電在位置上更靈活一些。將電動汽車停在裝有充電樁的停車位上，通常情況下很難精確對齊，而對于感應式無線充電來說，發射線圈與接收線圈錯開幾毫米都不行。

 

電動汽車需要更高的充電功率，但幸運的是電動車比燃油車有更多的空間可以安裝線圈。SAE是汽車行業的標準制定組織，它正在制定SAE J2954標準規范，這是一種面向汽車的諧振充電標準。J2954標準曾計劃在2018年正式發布，它一共定義了三種級別的充電規范，適用于輕型和重型行業應用：WPT1（住宅：3.7KW）、WPT2（私人/公共停車場：7.7KW）和WPT3（快速充電：11KW）。

 

為支持消費級應用，WPC還在Qi標準中增加了諧振充電規范，充電范圍最遠達到45mm，而且充電器可以安裝在臺子或桌子下面。當然AirFuel聯盟也制定了諧振充電規范。

 

相對于感應充電方式，諧振充電方式的商用發展明顯有些滯后，目前市場上很少有相關商用產品。

 

即將到來：遠場充電

 

無線充電的最終目標是完全消除距離限制，無論你在哪里，你的智能手機或平板電腦都能夠持續不斷的充電，但是都會多一堆充電賬單！

 

這就要用到遠場無線電力傳輸，這種技術借助無線電波（輻射耦合）而不是近場磁感應來傳輸電力。

 

目前真正無處不在的充電是不存在的，但是我們首先要做的就是將充電距離從幾厘米擴展到幾米，支持更多的用戶充電，比如讓一個咖啡店里的所有顧客都能享受無線充電。在眾多研究遠場射頻充電解決方案的公司中有一家公司Ossia在2017年國際消費電子展（CES 2017）上展示了其更新版本的Cota系統。這個系統采用256根天線組成的網絡發射2.4GHz頻率信號，通過波束成形將能量聚焦到接收器來響應接收器反饋的全向“低功率”警報信號。發射器網絡通過分析接收信號的路徑確定接收器的位置，然后通過相同的路徑返回能量。當接收器移動時，發射器會每隔10ms重新驗證接收器的位置。這個系統聲稱能夠同時對多個接收器充電，最大有效范圍是30英尺。

 

另一個研究對象是超聲波。與電磁（EM）能量不同，超聲波不會干擾通信，不會造成電磁干擾（EMI）和有害的電離效應。2011年位于美國加州圣莫尼卡的uBeam公司宣布開發了一個頻率在45-75KHz之間的無線充電系統，這個頻率超過了人類、寵物和野生動物的聽覺范圍。超聲波發射器與移動接收器建立視距連接，接收器嵌入在智能手機中接收能量和數據，直到連接斷開。盡管在2017年2月進行了成功的概念驗證，但是商用產品真正面市可能還需要幾年時間。

（貿澤電子 作者：Paul Pickering）