無線供電技術(shù)（Wireless Power）種類日漸增多，再加上產(chǎn)品商家或技術(shù)推廣人員有意無意地或混淆或夸大相關(guān)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)或局限性，使得如何選擇合適自己的技術(shù)平臺(tái)，對(duì)于普通的工程技術(shù)人員或市場(chǎng)銷售人員來說，成了一件并不那么輕松的事情。以下面向欲投入到此項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)者，講解、分析各種無線供電技術(shù)及他們各自的功用及優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域。

一、無線供電技術(shù)分類

大致地講，在當(dāng)今可達(dá)到無線供電的途徑主要有三種，它們各自具有的優(yōu)越特性，使得這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用到各個(gè)不同的領(lǐng)域成為了可能。

1、RF（射頻）接收技術(shù)

射頻電力傳輸系統(tǒng)，常被稱作射頻接收系統(tǒng)，可以從某主動(dòng)發(fā)射裝置或從周邊環(huán)境中采集能量。這些系統(tǒng)能以較低效率提供低電量，端到端的狀況下效率通常會(huì)低于1%，但輻射半徑卻可達(dá)數(shù)米。因?yàn)榭梢詾榫嚯x在幾米內(nèi)的儀器提供毫瓦級(jí)電量，故其在遙測(cè)領(lǐng)域被較多地使用。

但這種技術(shù)并不適用于消費(fèi)類電子市場(chǎng)。主流產(chǎn)品所要求的電壓明顯高于RF技術(shù)能限達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)。就算是接收量以10mW為單位，想要將一普通手持設(shè)備充滿也要長(zhǎng)達(dá)60至80天！

2、激光技術(shù)

此類技術(shù)能將高頻電磁能量徑直發(fā)送到指定的目標(biāo)。激光系統(tǒng)使用的這種激光會(huì)被集中于一個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元，在這里光能將被轉(zhuǎn)化成為電能。但是在電轉(zhuǎn)化為光、光轉(zhuǎn)化為電的這一過程之后，卻顯現(xiàn)出了低轉(zhuǎn)化效率這一缺陷。并且這種有高頻參與的方法是否能通過相關(guān)安全法規(guī)，成為了如今討論的重點(diǎn)。

3、電感技術(shù)

電感系統(tǒng)使用初級(jí)線圈進(jìn)行能量發(fā)送，而次級(jí)線圈則負(fù)責(zé)接收能量。因?yàn)檫@些線圈共同存在于它們的磁場(chǎng)中，故不需要“電”來參與連接的過程。電感供電系統(tǒng)又分兩大類：密耦合系統(tǒng)與疏耦合系統(tǒng)。其中密耦合分支是較為常用的一種，并被普遍應(yīng)用于消費(fèi)市場(chǎng)、工業(yè)、軍事以及醫(yī)學(xué)等諸多方面。而疏耦合分支則是被認(rèn)為很有潛力的新技術(shù)，但同時(shí)也面臨著一些技術(shù)挑戰(zhàn)。

A．密耦合電感系統(tǒng)

密耦合電感供電系統(tǒng)，它們依靠彼此的初級(jí)、次級(jí)線圈產(chǎn)生的緊密電磁連接進(jìn)行工作。其中的耦合系數(shù)，即一項(xiàng)衡量磁鏈的系數(shù)，通常會(huì)大于0.5，在標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中還會(huì)超過0.99。所以在某些特定的應(yīng)用領(lǐng)域，此類系統(tǒng)的直流電轉(zhuǎn)換效率通常都會(huì)高達(dá)90%-95%。

但是此類系統(tǒng)的缺點(diǎn)是必須以初級(jí)線圈為基準(zhǔn)，極其精確地布置次級(jí)線圈。如果此系統(tǒng)的布局不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致耦合系數(shù)急劇下降并最終影響系統(tǒng)效率。這類系統(tǒng)所要求的準(zhǔn)確精度高達(dá)+/-3mm，因此最近已經(jīng)針對(duì)此問題專門配套了一個(gè)磁校準(zhǔn)系統(tǒng)。另一缺點(diǎn)是一套系統(tǒng)只能支持單個(gè)儀器上的單個(gè)接收器，因?yàn)榇嗣荞詈戏ǖ某跫?jí)、次級(jí)線圈在尺寸上要非常地符合。

B．疏耦合電感系統(tǒng)

疏耦合電感無線供電系統(tǒng)所利用的磁鏈可以非常疏松，通過在共振或近共振下的運(yùn)作，使得以高于80%的轉(zhuǎn)換效率傳送300W的電量成為可能，并且不必在乎初級(jí)、次級(jí)線圈的相對(duì)位置、轉(zhuǎn)角、或者是排列等的諸多問題。

對(duì)于這種長(zhǎng)距有效并無需擺位的無線供電系統(tǒng)來說，其致命的缺點(diǎn)是在運(yùn)作的同時(shí)，同樣會(huì)把產(chǎn)生的較高的噪波傳導(dǎo)并發(fā)送出去。此系統(tǒng)在需要努力通過常規(guī)測(cè)試的同時(shí)，也面臨著在嚴(yán)重的電磁干擾上的巨大挑戰(zhàn)。來自于一國際頂級(jí)手機(jī)生產(chǎn)廠家的報(bào)告中指出，一部5W的疏耦合無線供電器可以使一部移動(dòng)電話的觸摸屏、FM收音器和GSM接入裝置失靈。在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一部傳輸范圍在17cm*17cm*5cm的疏耦合無線供電系統(tǒng)在基調(diào)40dBV進(jìn)行測(cè)試后，結(jié)果是無法達(dá)到FCC（美國聯(lián)邦通信委員會(huì)）第十五章的要求。

另外，除了會(huì)產(chǎn)生較高的噪波外，疏耦合系統(tǒng)還要求精確的生產(chǎn)公差，并且在次級(jí)儀器端為了應(yīng)對(duì)過電壓或過電流而必備的控制與通信系統(tǒng)，其價(jià)格的昂貴程度已經(jīng)街知巷聞了。所以如何在以上的幾個(gè)種類中進(jìn)行衡量并針對(duì)相關(guān)應(yīng)用選擇最適合的方案，就變得很重要了。

二、電感供電技術(shù)的系統(tǒng)組成

考量當(dāng)今各企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品使用到技術(shù)的熱點(diǎn)，及未來發(fā)展趨勢(shì)，本文選擇了電感供電技術(shù)來作為講解的重點(diǎn)，以此來向讀者展示無線供電技術(shù)應(yīng)該包括的幾個(gè)部分，以及產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)所需要的對(duì)應(yīng)知識(shí)技能。比如當(dāng)你認(rèn)為電感供電技術(shù)是對(duì)你的產(chǎn)品方案最好的選擇，那么你就需要組建一個(gè)由具備高端電磁知識(shí)、電力電子知識(shí)、控制論知識(shí)、材料學(xué)知識(shí)、EMI/EMC（電磁干擾與兼容）控制知識(shí)的工程師組成的團(tuán)隊(duì)，根據(jù)不同的系統(tǒng)可能還需要信息工程師，這樣才可以保證相關(guān)產(chǎn)品的順利開發(fā)及開展。

1、電磁系統(tǒng)部分（EM）

負(fù)責(zé)發(fā)送與捕獲能量的電磁部分當(dāng)然是整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)。對(duì)于電感系統(tǒng)來說，電磁因素所指的就是線圈及磁性材料了。制作線圈及磁性材料時(shí)，可用的方法其實(shí)僅為屈指可數(shù)的幾種，而且一些關(guān)鍵的方案可以在公共資源中找到。最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞決定于發(fā)送及接收線圈的架構(gòu)優(yōu)化程度，所以設(shè)計(jì)這些線圈的工程師不僅要熟知建立和覆蓋磁場(chǎng)的知識(shí)，也要懂得電場(chǎng)知識(shí)，而且還要了解其相互的作用力及周圍環(huán)境會(huì)造成的影響�？偠灾�，工程師們一定要對(duì)分析與計(jì)算科學(xué)有較為深刻與廣闊的理解，才能保證最終的效果。

2、電力電子部分（Power electronics）

這一部分實(shí)際是作為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一部分存在的，內(nèi)容可能會(huì)包括交流-直流繼電器，或者電機(jī)馬達(dá)的控制等。在無線供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，則需要工程人員要熟知模擬電路及獨(dú)立元件的特性，并兼知磁性材料科學(xué)、電池技術(shù)和熱能控制技術(shù)。

3、自動(dòng)控制部分

自動(dòng)控制是一項(xiàng)關(guān)于如何建立組織并對(duì)其進(jìn)行控制的科學(xué)，涉及了電子及機(jī)械兩大學(xué)科。如在這種電力和磁力相關(guān)組成的系統(tǒng)中，則需要負(fù)責(zé)此部分的工程師必須具備可以開發(fā)及控制系統(tǒng)的能力。

4、材料科學(xué)

相關(guān)工程師一定要熟悉各種材料的電子性能、磁性能、熱性能以及機(jī)械性能。這里則要求了須使用新型材料用于E&H的磁場(chǎng)屏蔽，很多用于無線供電系統(tǒng)的材料在2009年之前都沒有被找到，因?yàn)楹芏喽疾环舷嚓P(guān)要求。

5、電磁干擾與電磁兼容（EMI&EMC）

想要對(duì)電磁干擾和電磁兼容性進(jìn)行控制，必須具備先進(jìn)的噪聲控制技術(shù)。像無線供電這樣的系統(tǒng)會(huì)向周圍空間及電源線發(fā)射較高的噪波，故傳統(tǒng)的反噪波方案在此并不會(huì)奏效。這就要求工程師們不僅要熟悉各噪聲源，還要了解傳導(dǎo)發(fā)射與空間輻射在普通狀態(tài)和特殊狀態(tài)下的相應(yīng)防范措施。

6、通信系統(tǒng)部分

組成通信系統(tǒng)的方法很多，他的作用其實(shí)就是使一部?jī)x器可以連接到無線供電系統(tǒng)。這種連接使得儀器能與無線傳送端的控制系統(tǒng)共享必要的信息，如電量狀態(tài)與請(qǐng)求信息等。此部分將成為全系統(tǒng)中最昂貴的一個(gè)環(huán)節(jié)。

最后除了這些工程人員的資歷審核外，還要強(qiáng)烈建議你尋找一家IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）供應(yīng)商，因?yàn)榈浆F(xiàn)在已經(jīng)有超過200項(xiàng)的相關(guān)專利，形成的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完全覆蓋了整個(gè)無線供電技術(shù)行業(yè)！千萬不能圖快圖省事，不然可能引發(fā)的產(chǎn)權(quán)訴訟可能會(huì)令企業(yè)無法招架而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

三、相關(guān)應(yīng)用及開發(fā)服務(wù)

無線供電暫時(shí)還處于開發(fā)實(shí)驗(yàn)階段，能稱為成熟的產(chǎn)品并不多，現(xiàn)在較多被使用的場(chǎng)合中，有一個(gè)典型而且較完善的例子是電動(dòng)牙刷充電器。因?yàn)殡妱?dòng)牙刷經(jīng)常會(huì)接觸到水，故不宜采用直接充電方案。此類產(chǎn)品的充電座和牙刷中各有一個(gè)線圈，當(dāng)牙刷放在充電座上時(shí)就有磁耦合作用，類似一個(gè)變壓器，故在對(duì)感應(yīng)電壓整流之后就可對(duì)鎳鎘電池充電了，整個(gè)電路消耗功率約為3W。

在手機(jī)無線充電領(lǐng)域，Palm算是走在前面的公司。Palm Pre首先將無線充電應(yīng)用在了手機(jī)上面，只可惜無線充電距離尚未不理想，只支持短距離的無線充電，但是在傳輸距離為40厘米時(shí)其充電效率可達(dá)到95%之高。

意識(shí)到此項(xiàng)技術(shù)即將引發(fā)的市場(chǎng)轟動(dòng)，眾多的電子企業(yè)紛紛投入到相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)隊(duì)伍中，針對(duì)這種趨勢(shì)，技術(shù)開發(fā)智囊團(tuán)隊(duì)也相繼產(chǎn)生，他們可以及時(shí)提供企業(yè)所需的產(chǎn)品或者技術(shù)支持，甚至可以提供成熟的開發(fā)團(tuán)隊(duì)和專利技術(shù)，對(duì)助推行業(yè)發(fā)展提供了有力支持。如WiPower公司就是一家比較成熟的無線供電技術(shù)服務(wù)提供商。

WiPower聲稱已開發(fā)了暫時(shí)獨(dú)有的可同時(shí)用于多個(gè)儀器的疏耦合無線供電系統(tǒng)，并且它們不會(huì)受各自位置及轉(zhuǎn)角的影響。此項(xiàng)技術(shù)還同時(shí)符合了電感形式及共模形式中下的輻射規(guī)范。而且在不久的將來，其中的通信系統(tǒng)將會(huì)從發(fā)送接收端中被淘汰，以此達(dá)到成本最小化的目的。WiPower還可向客戶提供成熟產(chǎn)品、知識(shí)產(chǎn)權(quán)許可證和無線供電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)服務(wù)。并向客戶保證其工程團(tuán)隊(duì)是具備高端電磁技術(shù)、電力電子技術(shù)、控制器技術(shù)、材料學(xué)、EMI/EMC控制技術(shù)和信息技術(shù)的專業(yè)隊(duì)伍。

WiPower的疏耦合電感技術(shù)平臺(tái)，整合了公司在電磁領(lǐng)域、電力電子領(lǐng)域、控制領(lǐng)域和EMI/EMC控制領(lǐng)域中的創(chuàng)新專利，并且在可接受的價(jià)位上，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅達(dá)到了客戶對(duì)功能性的期望，而且已滿足了各種法律法規(guī)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。

查詢進(jìn)一步信息，請(qǐng)?jiān)L問閱讀英文版本《Selecting a Wireless Power Technology》，網(wǎng)址為http://www.wipower.com。