1、无线充电技术无线充电技术（Wireless charging technology；Wireless charge technology ）。 无线充电技术引，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。目录无线充电技术应用实例 无线充电技术概要 无线充电技术研发 无线能量转换传输装置 无线充电技术应用实例 无线充电技术概要 无线充电技术研发 无线能量转换传输装置 展开编 辑 本 段 无 线 充 电 技 术 应 用 实 例无 线 充 电 技 术 点 亮 两 个 灯 泡1无 线 充 电 技 术 点 亮 两
2、个 灯 泡 2 编 辑 本 段 无 线 充 电 技 术 概 要麻 省 理 工 学 院 的 研 究 团 队 在 2007 年 6 月 7 日 美 国 科 学 杂 志 的 网 站 上 发 表 了 他 们 的 研 究成 果 。 研 究 小 组 把 共 振 运 用 到 电 磁 波 的 传 输 上 而 成 功 “抓 住 ”了 电 磁 波 。 他 们 利 用 铜 制 线 圈 作 为电 磁 共 振 器 ， 一 团 线 圈 附 在 传 送 电 力 方 ， 另 一 团 在 接 受 电 力 方 。 当 传 送 方 送 出 某 特 定 频 率 的 电 磁波 后 ， 经 过 电 磁 场 扩 散 到 接 受 方 ， 电
3、 力 就 实 现 了 无 线 传 导 。 这 项 被 他 们 称 为 “无 线 电 力 ”的 技术 经 过 多 次 试 验 ， 已 经 能 成 功 为 一 个 两 米 外 的 60 瓦 灯 泡 供 电 。 目 前 这 项 技 术 的 最 远 输 电 距 离 还只 能 达 到 2.7 米 ， 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 。 富 士 通 表 示 这 一 系 统 可 以 在 未 来 得 到 广 泛 应 用 ， 例 如 针 对 电 动汽
4、车 的 充 电 区 以 及 针 对 电 脑 芯 片 的 电 量 传 输 。 采 用 这 项 技 术 研 制 的 充 电 系 统 所 需 要 的 充 电 时 间只 有 当 前 的 一 百 五 十 分 之 一 。 编 辑 本 段 无 线 充 电 技 术 研 发利 用 共 振 原 理 “抓 住 ”电 磁 波麻 省 理 工 学 院 的 科 研 组 不 是 第 一 个 提 出 无 线 能 量 转 换 的 组 织 。 科 学 家 早 在 19 世 纪 就 发 现 了电 磁 转 换 现 象 ， 从 理 论 上 说 ， 电 力 可 转 化 为 通 过 无 形 的 介 质 传 播 的 电 磁 波 ， 实 现 电
5、 力 的 无 线 输 送 。但 是 电 磁 波 向 四 面 八 方 辐 射 ， 能 量 大 量 散 失 ， 因 此 “无 线 输 电 ”的 研 究 始 终 进 展 不 大 。 19 世 纪的 物 理 学 家 无 线 充 电 技 术 给 两 个 手 机 无 线 充 电和 工 程 师 尼 古 拉 特 斯 拉 进 行 了 远 程 无 线 能 量 转 换 系 统 实 验 ， 但 是 当 他 的 财 力 用 尽 后 ， 这 项 最 有野 心 的 尝 试 (29 米 高 的 瓦 登 克 莱 弗 塔 )宣 告 失 败 。 其 他 尝 试 包 括 激 光 等 定 向 能 量 转 换 机 制 。 然 而 ，它
6、们 与 麻 省 理 工 学 院 的 工 作 不 同 ， 这 些 都 需 要 连 续 的 可 视 线 路 ， 这 对 住 宅 周 围 的 电 力 设 施 不 好 。 现 在 ， 研 究 组 成 员 ， 助 理 教 授 马 林 索 亚 克 教 授 和 他 的 科 研 组 正 在 改 进 这 个 设 备 。 “这 是一 项 还 未 得 到 发 展 的 系 统 ， 它 证 明 能 量 转 换 行 得 通 。 但 是 目 前 你 不 会 愿 意 利 用 它 给 你 的 膝 上 型 电 脑供 电 。 我 们 的 目 标 是 缩 小 这 个 设 备 的 体 积 、 扩 大 感 应 器 间 的 距 离 和 提
7、 高 电 力 转 换 功 效 。 ”他 与同 事 安 德 烈 库 尔 斯 、 阿 里 特 迪 兹 卡 拉 里 斯 、 罗 伯 特 莫 埃 特 、 约 翰 加 侬 珀 洛 斯 和 彼得 索 利 科 合 作 ， 进 行 了 这 项 研 究 。 利 用 共 振 原 理 实 现 无 线 电 力 传 输这 个 系 统 利 用 了 共 振 (当 一 个 物 体 与 另 一 个 物 体 的 频 率 一 样 时 ， 就 会 产 生 震 动 )原 理 。 当 两个 物 体 的 振 动 频 率 相 同 时 ， 它 们 传 递 能 量 的 强 度 不 会 受 到 周 围 事 物 的 影 响 。 索 亚 克 教 授
8、解 释 说 ：“如 果 房 间 内 放 了 许 多 相 同 的 杯 子 ， 你 向 瓶 中 倒 入 不 同 度 数 的 葡 萄 酒 ， 这 时 这 些 杯 子 就 会 产 生 不 同的 振 幅 。 ”例 如 ， 如 果 用 勺 子 敲 击 ， 每 个 杯 子 都 会 发 出 不 同 的 声 音 。 “如 果 我 进 入 房 间 ， 开 始用 非 常 高 的 声 音 歌 唱 ， 当 我 的 声 音 于 其 中 一 个 杯 子 的 频 率 相 同 时 ， 它 就 有 可 能 爆 炸 。 ” 据 英 国 广 播 公 司 2007 年 6 月 19 日 报 道 ， 这 个 无 线 电 力 传 输 不
9、像 现 在 的 电 力 设 备 ， 它 可 以 避免 被 鼠 巢 破 坏 ， 减 少 很 多 麻 烦 ， 因 为 它 并 不 需 要 电 线 连 接 。 研 究 人 员 在 科 学 杂 志 上 对 这 种设 备 作 了 详 细 介 绍 。 在 实 验 测 试 中 ， 这 个 设 备 让 距 离 它 2 米 (7 英 尺 )的 一 盏 80 瓦 电 灯 泡 发 出 光亮 。 该 装 置 被 称 作 WiTricity， 研 究 人 员 根 据 物 理 学 原 理 研 发 了 它 ， 这 种 设 备 还 适 合 为 膝 上 型 电脑 等 装 置 提 供 电 源 。 WiTricity 利 用 的
10、是 低 频 电 磁 波 共 振 ， 而 不 是 利 用 声 学 共 振 。 在 实 验 中 ， 两个 感 应 器 都 以 10 兆 赫 的 频 率 震 动 ， 产 生 共 振 ， 让 能 量 在 两 者 之 间 传 递 。 伦 敦 帝 国 学 院 的 约翰 本 德 莱 教 授 解 释 说 ： “随 着 每 一 次 共 振 ， 感 应 器 中 会 有 更 多 的 电 压 产 生 。 ”经 过 产 生 多 次共 振 ， 感 应 器 表 面 就 会 集 聚 足 够 的 能 量 ， 让 灯 泡 发 出 光 亮 。 这 个 能 量 的 集 聚 也 是 为 什 么 一 位 歌 手 用与 杯 子 相 同 频
11、 率 的 声 音 歌 唱 时 ， 杯 子 不 会 立 刻 破 裂 的 原 因 。 本 德 莱 教 授 说 ： “酒 杯 不 断 集 聚 能量 ， 直 到 能 将 自 己 打 碎 。 ” 据 本 德 莱 教 授 说 ， 利 用 波 长 为 30 米 (100 英 尺 )的 低 频 电 磁 波 具 有 安 全 优 势 。 他 说 ： “通 常用 千 兆 赫 兹 (更 短 的 波 长 )的 手 机 时 ， 会 有 电 场 和 磁 场 辐 射 同 时 产 生 。 ”这 个 过 程 就 是 我 们 所 知的 “远 声 场 ”的 一 个 典 型 特 征 ， 这 种 场 是 从 振 幅 超 过 一 个 波
12、长 的 设 备 里 产 生 的 ， 如 果 振 幅 小 于 一个 波 长 ， 产 生 的 将 主 要 是 磁 场 。 约 翰 说 ： “身 体 对 电 场 的 反 应 很 强 烈 ， 这 也 是 为 什 么 你 能 利 用 微 波 炉 烹 制 鸡 肉 的 原 因 。 但 是 磁 场 不 会 对 人 体 产 生 影 响 。 根 据 身 体 对 能 量 的 吸 收 ， 它 对 磁 场 的 反应 几 乎 为 零 。 ”因 此 ， 这 项 设 备 不 能 给 人 类 带 来 任 何 明 显 的 健 康 风 险 。 编 辑 本 段 无 线 能 量 转 换 传 输 装 置工 作 原 理利 用 物 理 学
13、的 “共 振 ”原 理 两 个 振 动 频 率 相 同 的 物 体 能 高 效 传 输 能 量 。 无 线 充 电 技 术 原 理 图1.输 电 线 中 的 电 能 传 入 用 铜 制 造 的 天 线 中 。 2.天 线 以 10 兆 赫 的 波 长 振 动 ， 产 生 电 磁 波 。 3.天 线 发 出 的 能 量 传 播 到 2 米 (6.5 英 尺 )外 。 4.同 样 以 10 兆 赫 的 频 率 震 动 的 膝 上 型 电 脑 接 收 到 电 流 ， 能 量 充 入 设 备 中 。 5.没 有 转 换 成 膝 上 型 电 脑 的 能 量 不 会 被 天 线 重 新 吸 收 。 不 能
14、 产 生 10 兆 赫 共 振 的 人 和 其 他 物体 不 会 对 它 产 生 干 扰 。 主 要 特 点1、 从 理 论 上 说 ， 这 一 系 统 对 处 在 充 电 场 的 人 完 全 无 害 ， 因 为 电 量 只 在 以 同 一 频 率 共 振 的 线 圈之 间 传 输 。 但 对 于 这 种 无 线 充 电 技 术 ， 很 多 人 可 能 产 生 担 忧 ， 就 像 当 初 对 Wi-Fi 和 手 机 天 线 杆一 样 。 2、 富 士 通 的 无 线 充 电 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
15、 则 在 充 电 器 与 设 备 之 间 形 成 共 振 。 3、 富 士 通 表 示 这 一 系 统 可 以 在 未 来 得 到 广 泛 应 用 ， 例 如 针 对 电 动 汽 车 的 充 电 区 以 及 针 对 电 脑芯 片 的 电 量 传 输 。 采 用 这 项 技 术 研 制 的 充 电 系 统 所 需 要 的 充 电 时 间 只 有 当 前 的 一 百 五 十 分 之 一 。 市 场 需 求1、 随 着 iPhone、 iPad 等 对 电 量 充 满 “饥 渴 ”的 设 备 迅 速 兴 起 ， 研 发 无 线 充 电 等 突 破 性 充 电技 术 的 需 求 日 益 提 高 。 富
16、 士 通 在 一 份 声 明 中 说 ： “这 项 技 术 将 为 手 机 集 合 紧 凑 型 无 线 充 电 功 能 以及 同 时 为 多 个 便 携 式 设 备 充 电 铺 平 道 路 。 对 多 个 设 备 充 电 时 ， 设 备 相 对 于 充 电 器 的 位 置 没 有 任 何 限制 。 ” 2、 当 前 的 很 多 无 线 充 电 系 统 依 靠 线 圈 之 间 的 电 磁 感 应 ， 这 种 方 式 工 作 距 离 太 短 ， 设 备 需 要放 置 在 充 电 座 上 ， 同 时 也 会 消 耗 大 量 电 量 。 富 士 通 的 充 电 系 统 立 基 于 磁 共 振 ， 电
17、量 可 以 在 以 同 样 频率 发 生 共 振 的 线 圈 之 间 进 行 无 线 传 输 。 测 试 应 用1、 测 试 结 果 显 示 无 线 传 输 距 离 大 约 在 15 厘 米 左 右 ， 但 富 士 通 表 示 无 线 传 输 距 离 最 终 可 实 现几 米 远 。 2、 需 要 指 出 的 是 ， 距 离 设 备 越 远 ， 传 输 中 损 耗 的 电 量 越 多 。 3、 富 士 通 的 系 统 与 美 国 Witricity 公 司 研 发 的 技 术 类 似 ， 后 者 同 样 利 用 磁 共 振 传 输 电 量 ，传 输 距 离 可 达 到 几 米 远 。 参考资料 富士通演示无线充电技术如何点亮两个灯泡 http:/ http:/ 在富士通的演示中，两部手机正进行无线充电 http:/ http:/ 无线电力：共振原理抓住电磁波 http:/ 无需电线也能充电(图)http:/
