無線充電系列關鍵技術已突破

07-01

無線充電系列關鍵技術已突破

來源：南方日報 作者：灰色天空

只有加入了無線電力傳輸技術，真正的無線時代才會到來，無線智能家居在未來幾年有可能掀起一場消費革命

　　無線充電技術的節能環保特點被廣泛看好，尤其是在方興未艾的電動汽車領域，無線充電技術的發展視為該行業取得突破的關鍵

　　昔日插滿線纜的液晶電視背面居然再沒有一根「尾巴」;將手機放在辦公桌的特定區域上就能自動充電;汽車上專為智能手機設計的導航底座，明明沒有線纜可手機卻不會耗電……這些聽起來似乎是天方夜譚的場景，在今年1月美國舉行的消費電子數碼大展(CES2012)上一幕幕上演。

　　幾乎同時，韓國電力傳輸行業正在悄無聲息地發動一場有關電線的無線化革命，小到手機、檯燈、筆記本電腦，大到液晶電視甚至電動汽車，無線充電技術如今已經開始走入韓國百姓的生活。

　　近年來，隨著無線充電的核心技術難關被相繼攻破，包括中國在內的全球多家高科技企業紛紛試水無線充電領域。種種跡象顯示，在不久的將來，人類的現代家居生活將有望徹底擺脫線纜糾纏的困擾，一個價值百億甚至千億美元的藍海市場將被激活。業內人士分析，雖然無線充電技術有著不可替代的便利性優勢，但是消費者對於電磁輻射對人體健康的擔心則有可能影響相關產品的推廣。

　　1 電磁感應技術成熟

　　只需將支持Qi的移動設備放置在Qi充電錶面上即可充電，簡單高效，無需連接任何線纜，也不用做任何配對設置

　　只要是學過電氣工程學的人，對於尼古拉·特斯拉這個名字應該不會陌生，這位美籍塞爾維亞裔科學家在1891年發明的特斯拉線圈通過電磁共振原理實現了人類最早的無線能量傳輸，並為隨後一百多年的無線充電技術的發展奠定了理論基礎。

　　1900年，特斯拉籌建高達29米的沃登克里佛廣播塔(Wardenclyffe Tower)，試圖利用地球本身和大氣電離層為諧振電容，來實現遠距離的無線電力傳輸。由於當時技術尚不成熟以及美國摩根家族為了保護有線電力傳輸行業利益的強力阻撓，這項試驗最終以失敗告終，沃登克里佛廣播塔也被強行拆除，但是有關無線電力傳輸夢想的種子卻根植下來，並不斷孕育出新的萌芽。

　　在特斯拉之後，人們對於無線電力傳輸的試驗從未中斷，令人遺憾的是，由於電磁輻射沒有定向性，而且傳輸效率過低，這方面的研究始終未能出現激動人心的突破。因此在21世紀到來之前，人類在無線電力傳輸方面並沒能取得太多的進展，反倒是特斯拉線圈實驗過程中出現的炫目閃電效果引來了不少擁躉，讓人工閃電設備在20世紀末紅火了一把。

　　進入21世紀之後，科學家們最終確認進行無線電力傳輸是可能的，並且逐步在技術上實現突破。

　　據香港無線聯電科技有限公司大中華區業務發展負責人蔡焱介紹，目前無線電力傳輸領域已經出現了幾種相對成熟的技術方案：

　　其一是電磁感應式，這也是目前最為常見的無線電力傳輸方式，通過發射端和接收端的線圈相互感應產生電流，從而實現電力傳輸;

　　其二是電磁共振式，這是一種目前正在研究中的無線電力傳輸方式，其原理是將能量發送和接收裝置調整到相同的頻率或者特定的頻率上實現共振，從而在它們之間實現能量的彼此交換;

　　其三是無線電波式，這也是一種技術相對成熟的無線電力傳輸方式，其原理與早期使用的礦石收音機相類似，即利用微型高效接收電路捕捉從障礙物反射回來的無線電波，然後將之轉化為穩定的直流電壓。

　　在以上幾種無線電力傳輸技術方案中，基於電磁感應原理的無線充電技術產業化發展最為成熟。

　　2008年12月17日，全球首個推動無線充電技術標準化的無線充電聯盟(Wireless Power Consortium)正式成立，並在2010年制定並發布了無線充電的全球標準Qi。只需將支持Qi的移動設備放置在——Qi充電錶面上即可充電，簡單高效，無需連接任何線纜，也不用做任何配對設置。 2 全球標準已經發布

　　無線充電聯盟的成立以及Qi標準的推出，不僅是無線充電技術逐步成熟的標誌，更重要的是，其在很大程度上解決了無線充電的通用性問題，讓無線充電的大規模商用成為了可能。

　　正如藍牙是短距離交換數據的標準、WiFi是無線網路的標準，Qi正在成為無線充電的通行標準和代名詞。

　　據介紹，無線充電聯盟自成立以來，已獲得超過100名企業成員的加盟，其中不乏三星、摩托羅拉、諾基亞、LG電子、松下、飛利浦、索尼愛立信等消費電子產品領域的明星企業。

　　據鄧蘊美介紹，Qi主要的推動力來源於電信運營商，如美國的Verizon要求手機廠商必須支持該標準，從而確保用戶可以隨時隨地應用Verizon的網路;而在日本，電信運營商不僅希望手機支持Qi標準，同時還能將供電設備融入到基礎建設裡面。對於手機製造商而言，Qi標準也給他們提供了更多的機會，設備續航能力的增強一定會激發出更多新的應用出現。

　　據了解，自發布以來，Qi已經演進到1.0.3版本，目前主要支持低功率設備，功率最高5W。早期支持Qi標準的設備，接收端主要以保護套的形式套在移動設備上，而從2011年4月開始，一些廠商已經將接收端集成到了手機當中。

　　在今年1月舉行的美國CES 2012上，無線充電國際聯盟的相關成員企業就展示了近百款無線充電器，三星、摩托羅拉、HTC等主要手機廠商均推出帶無線充電功能的手機。

　　「智能手機的高速普及也給無線充電行業的發展帶來了絕佳的契機。」深圳市移動通信聯合會執行長唐瑞金表示，目前全球移動互聯網的迅猛發展在給智能手機和平板電腦產品帶來巨大產業機會的同時，也對智能移動終端的電源技術領域帶來了全新的考驗。

　　隨著智能移動設備的普及以及功能不斷強大，「手機一日一充」的困擾應運而生，尤其是當用戶需要為手機充電時，身邊明明有電源，卻沒有合適的充電器，實在是件很頭疼的事。儘管我國在2011年已經通過強制認證的方式實現了手機充電器標準的統一，但移動智能終端的電池容量瓶頸仍讓人們難以擺脫隨身攜帶充電器的煩惱。「這正是發展無線充電技術的機會所在。」唐瑞金表示。

　　索尼愛立信市場經理宗華則進一步指出，在目前電池技術還未出現重大突破的情況下，「如果為智能終端設計密度更高的電池，就會增加設備的成本、電池塊也會做得很大，即使這樣也無法完全滿足設備對電池的需求。」因此即使是從節能、環保的角度考慮，推廣無線充電技術勢在必行。

　　3 輻射顧慮陰影未除

　　消費者對無線充電是否會帶來輻射的顧慮，正是目前無線充電技術推廣過程中最大的障礙之一，廠商則認為這是誤區

　　「如今，在美國和日本市場上，消費者已經可以看到不少符合Qi標準的手機無線充電產品上市銷售，在加拿大和日本的一些咖啡連鎖店、機場、醫院等公共場所也開始有無線充電設備提供。」蔡焱介紹，隨著海爾、華為、飛毛腿、桑菲等眾多國內企業加入無線充電聯盟，中國的無線充電行業發展也呈現出不斷加速的勢頭。「從現在的情況來看，無線充電不是未來三五年才會發生的事，而是很快就會大量進入中國百姓的生活。」蔡焱表示。

　　記者調查發現，在網路B2C、C2C等購物平台上，的確已有不少無線充電產品正在銷售，其中符合Qi標準的有電動牙刷、電動剃鬚刀、智能手機家用和車載充電器等多種產品。

　　「用起來的確挺方便，一放上去就行了，沖完電就會自動斷開，不會擔心有線充電器忘了拔插頭而充過頭的問題。」通過電動牙刷體驗過一把無線充電生活的廣州市民李倫這樣告訴記者。

　　但即便如此，李倫仍對將手機、筆記本等充電器更換成無線充電方式心存顧慮。「一方面是價格有些貴，網上手機無線充電的套裝要近千元，而且手機必須帶上專門的背殼才能無線充電，有些不方便;另外有點擔心的就是輻射的問題，這東西的技術原理應該和電磁爐比較像，擔心瓦數太大了輻射也會比較大。」

　　李倫的顧慮正是目前無線充電技術推廣過程中最大的障礙之一。

　　摩托羅拉移動技術亞太區消費產品總經理馮捷表示，該公司在美國早已經有了無線充電的相關產品，但是一直沒有太大範圍的推廣或者直接引入國內市場，也是有著這方面的顧慮。雖然無線充電技術有著不可替代的便利性優勢，但是消費者對於電磁輻射對人體健康的擔心則有可能影響相關產品的推廣。

　　「要消除人們對於無線充電電磁輻射的誤區，因為手機無線充電的功率很小，不會對人體健康造成影響。」馮捷說。

　　據中國室內監測工作委員會顧問、電磁防護專家趙玉峰介紹，一般來說，每種消費電子產品都有產品國標的固定工作頻率，在相同的工作強度下，家電工作頻率越高，對人體的輻射作用越明顯。而在各類電子產品中，電動剃鬚刀、吸塵器、洗衣機、電熨斗、咖啡機、加濕器、電吹風等小型設備屬於超低頻產品，工作頻率一般在50-60HZ左右，對人體的健康影響最小。

　　而無線充電器產品也屬於超低頻工作的電子設備，根據無線充電聯盟的規範文件顯示，目前無線充電產品的工作頻率同樣設定在50-60HZ這一範圍，理論上其電磁輻射水平和普通小家電相當，且這一標準也低於國際非電離輻射防護委員會(ICNIRP)頒布的對於公眾接觸產品的電磁場接觸限值，該限值目前已經得到超過35個國家的專家委員會審核通過。

　　對此，ICNIRP曾發表聲明稱：「目前尚無實質證據顯示在ICNIRP限值水平或以下的輻射環境會對人體健康造成損害(包括引發癌症)。」

　　但即使如此，有關專家仍然提醒，使用此類具有電磁輻射產品時最好保持適當的距離，盡量離身體遠一些，同時接觸過產品後養成洗臉、洗手的好習慣將有效減低電磁輻射對身體健康的影響。

　　正如藍牙是短距離交換數據的標準、WiFi是無線網路的標準，Qi正在成為無線充電的通行標準和代名詞。