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PET绝缘片无线充电技术发展历程
编辑:东莞市久美电子科技有限公司   时间:2018-06-20

无线充电技术是完全不借助电线,利用磁铁为设备充电的技术。无线充电技术,源于无线电力输送技术,利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振,实现电能高效传输的技术。PET绝缘片



无线充电技术发展历程


最早提出WCT设想的是尼古拉•特斯拉(Nikola Tesla)1890年,特斯拉提出:把地球作为导体,在地球与电离层之间建立起低频共振,利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力。1901年,特斯拉尝试建立瓦登克莱弗塔(Wardenclyffe Tower)。这其实是一个大功率的无线发射塔,按照特斯拉的设想,它可以向大西洋对岸传送电话、广播,甚至无线输电。由于缺乏足够资金,特斯拉的尝试以失败告终。


但人类对WCT的研究并未就此终结。在随后的几十年中,经过不断的研究与改善,WCT逐渐普及推广


20世纪60年代初期,雷神公司(Raytheon)做了大量的无线充电研究工作,从而奠定了无线充电的实验基础,使这一概念变成了现实。


2007年6月,麻省理工学院(MIT)的Marin Soljacic带领的研究团队在美国《科学》杂志的网站上发表了研究成果,团队利用电磁共振器和电源隔空点亮了一盏2 m 开外的60 W 电灯泡。这项技术最远传输电能距离为2.7m,但研究者相信,电源已经可以在这范围内为电池充电。而且只需要安装一个电源,就可以为整个屋里的电器供电。PET绝缘片



无线充电技术


  • 电磁感应式

初级线圈一定频率的交流电,通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的充电解决方案就采用了电磁感应,事实上,电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感,中国本土的比亚迪公司,早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利,就使用了电磁感应技术。


  • 磁场共振

由能量发送装置,和能量接收装置组成,当两个装置调整到相同频率,或者说在一个特定的频率上共振,它们就可以交换彼此的能量,是目前正在研究的一种技术,由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡,并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到50cm,还无法实现商用化,如果要缩小线圈尺寸,接收功率自然也会下降。


  • 无线电波式

这是发展较为成熟的技术,类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器,以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。PET绝缘片


  • 电场耦合式

充电模块是由2个非对称偶极子按垂直方向排列而成的,这组偶极子各由供电部分和接收部分的活性炭电极和接地电极组成。无线供电模块就是通过这2个非对称偶极子的电场耦合而产生的感应电场来供电的。电场耦合方式的特点大致有三:①充电时可实现位置自由,②电极薄,③电极部的温度不会上升。因此不仅能够提供便利性,而且还可降低系统成本。目前已试制完成为平板终端及电子书等便携终端进行无线供电的供电台。




无线充主流技术


1、Qi标准


Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织--无线充电联盟(Wireless Power Consortium,简称WPC)推出的“无线充电”标准,具备便捷性和通用性两大特征。首先,不同品牌的产品,只要有一个Qi的标识,都可以用Qi无线充电器充电。其次,它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈,在不久的将来,手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电,为无线充电的大规模应用提供可能。


市场比较主流的无线充电技术主要通过三种方式,即电磁感应、无线电波、以及共振作用,而Qi采用了最为主流的电磁感应技术。


在技术应用方面,中国公司已经站在了无线充电行业的最前沿。据悉,Qi在中国的应用产品主要是手机,这是第一个阶段,以后将发展运用到不同类别或更高功率的数码产品中。


2、Power Matters Alliance标准


Power Matters Alliance标准是由Duracell Powermat公司发起的,而该公司则是由宝洁与无线充电技术公司Powermat合资经营,拥有比较出色的综合实力。除此以外,Powermat还是Alliance for Wireless Power(A4WP)标准的支持成员之一。


已经有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了PMA联盟(Power Matters Alliance缩写)。PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的手机和电子设备,打造无线供电标准,在无线充电领域中具有领导地位。


3、A4WP标准


A4WP是Alliance for Wireless Power标准的简称,由美国高通公司、韩国三星公司以及前面提到的Powermat公司共同创建的无线充电联盟创建。该联盟还包括Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker Acustic和SK Telecom等成员,目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。




无线充的应用远景


  • 手机、平板电脑、笔记本电脑等使用频繁、耗电量大的移动设备;


  • 可穿戴智能设备,如电子手环、智能手表、智能眼镜、智能球鞋;


  • 特殊用途设备,如心脏起搏器、智能假肢、水下手机、智能足球等;


  • 家具、钱包、装饰品等摆饰类设备;


  • 物联网;

......


随着时间推移,未来将出现更好的无线充电技术,或许到无线充电最终得以普及的那一天,充电接口就和3.5mm耳机插孔一样,就真正成为不再被配置的东西了,充电的时候也就不再需要费劲地对接头,而无线充使用习惯后会认为方便很多。可想而知,无线充电器,也将变成手机的标配,无线充发射端,将会像wifi热点一样,在街头随处可见。



无线充电主供应链


系统集成:这个的技术壁垒高,需要手机系统设计积累。厂家包括IDT、三星、苹果、易冲无线等。


方案设计:国外高通(无线充电技术)、苹果(磁吸方式和远程无线充电)、特斯拉(免插充电系统)、国内中兴通讯(布局汽车无线充电)、信维通信(给三星NFC无线充电设备供货)、万安科技(投资的无线充电企业Evatran,布局无线充电)。


电源芯片:无线充电中的芯片包括无线充电接收器(Rx)芯片和无线充电发送器(Tx)芯片。厂家包括高通、博通、TI、IDT、NXP、MTK等。其中IDT是最早推出多模无线充电解决方案的厂商。国内的芯片厂商包括全志科技、紫光国芯、易冲无线、新页集团等。


磁性材料:无线充电涉及的磁性材料包括:发射端磁材使用永磁体和软磁铁氧体;接收端使用软磁铁氧体。软磁铁氧体产品在无线充电中用作隔磁片,主要作用是增高感应磁场和屏蔽线圈干扰。厂家包括横店东磁、宁波韵升、天通股份、信维通信等。国外参与方则有TDK、村田等。


传输线圈:传输线圈环节有两大特点,一是需要产业链上下游紧密配合,二是具有很高的客户定制化特征。因此这个领域的主要进入壁垒在于厂商的精密加工水平以及与上下游的衔接能力。传输线圈方面,国内公司包括信维通信、顺络电子、硕贝德、立讯精密等。


模组制造:公司包括欣旺达(全资子公司普瑞赛斯是WPC全球授权的14家测试中心之一,能够独立完成对无线充电产品的QI认证)和德赛电池。


终端品牌:Mophie、Anker、RAVPower、Belkin、绿联等。



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