无线充电的春天

时间:2022-05-13 07:31:06

无线充电的春天

环视着地铁车厢里那些对着手机戳戳点点的人们,我常纳闷他们是不是和我一样,有着“一日一充”的烦恼。

不止手机,其他许多移动智能终端的电池续航能力都令人头疼,当疲惫了一天迫不及待想要上床入眠,却还得强撑着为一堆电量不足的电子产品充电;当整装待发准备外出旅游时,总得带上一大堆电池电线充电器。更糟糕的是,有时要么是明明带了充电器,却找不到电源插口……

不,这不是我们想要的生活。

在目前电池技术还未出现重大突破的情况下,无线充电技术的春天正在走近。这种技术带来的便利不言而喻:不受插座和线缆束缚,也使不同品牌配置不同充电器的时代宣告结束,电子产品的完全密封和防水性能也成为可能。

原理来自19世纪

1820年,丹麦物理学家汉斯・奥斯特发现电流可以产生磁场,即电流的磁效应;1831年,英国物理学家迈克尔・法拉第总结出电磁感应定律。这两个伟大的发现,不仅揭示了电和磁的统一,还证明了它们之间可以相互转化。因此,无线充电的原理非常简单:发送端连接有线电源并产生电磁波,接收端感应发送端的电磁波从而产生电流。

其实早在1890年,物理学家兼电气工程师尼古拉・特斯拉就已经在着手进行无线输电试验。这位美国籍的克罗地亚人,一生最大的抱负,即为实现全球电力的无线传输。

1900年,特斯拉筹建了高达29米的沃登克里佛广播塔(Wardenclyffe Tower),试图实现远距离的无线电力传输。由于当时技术尚不成熟,以及免费传播并获取电力的想法显然威胁到了某些人的利益――特斯拉的试验受到了强力阻挠,沃登克里佛广播塔也被强行拆除。虽然这项实验最终以失败告终,但是特斯拉却通过它成为了现代无线电通讯的鼻祖。

事实上,从低频波到宇宙射线,我们周围充斥着各种电磁波,它们都携带着或多或少的能量。在不少物理学家看来,人们要做的或许仅仅是找到合适的办法接收和利用这些能量。既然原理并不复杂,为什么使用该类技术的无线充电器普及这么困难呢?简单地说,最大障碍就在“传输距离”方面。

众所周知,传输电力即便通过金属线路传输,距离远了也会产生相当大的线路损耗,更别提通过空气传输了――距离增大以后感应的能量会迅速减少。电磁波的传播没有定向性,而且传输效率过低,因此,无线电力传输一直没能取得太多的进展。

令人期待的Qi标准

2008年12月17日,全球首个推动无线充电技术标准化的无线充电联盟(Wireless Power Consortium)正式成立。2010年8月正式推出Qi1.0标准,作为低功耗便携式电子设备充电的国际标准。

正如蓝牙是短距离交换数据的标准、WiFi是无线网络的标准,Qi正在成为无线充电的通行标准和代名词。自以来,Qi已经演进到1.0.3版本,目前主要支持低功率设备,功率最高5W。

Qi是通过在手机中加装电磁感应装置和控制芯片来实现无线充电的,当然,一个可接公共电源的无线充电站也必不可少――它类似一个托盘,只需将支持Qi的移动设备放在其上即可充电。获得联盟认证、带有“Qi”标识的不同品牌的手机都可使用,不用做任何配对设置,简单高效,无需线缆。

在测试中,Qi的充电效率与有线充电方式非常接近,达到了70%以上,可广泛应用于手机、MP3、照相机等手持低功率设备中。而笔记本电脑、上网本等的中等功率无线充电标准正在研发之中。

在远景计划中,WPC计划将Qi充电站植入到家庭、汽车、火车等各个公共场所,从而让消费者可以随时随地、方便快捷地享受无线充电带来的无限便捷。

也许有人会担心电磁辐射问题。一般来说,电子产品都有固定工作频率,频率越高,辐射越大。常见的小家电如电动剃须刀、电熨斗、咖啡机、加湿器、电吹风等,工作频率一般在50~60HZ左右,属于超低频产品,对人体的健康影响最小。根据WPC的规范文件显示,目前无线充电产品的工作频率同样设定在50~60HZ这一范围,理论上其电磁辐射水平和普通小家电相当。

未来,无线充电技术将这样改变我们的生活:

当你工作时,手机放在办公桌上,它在自动充电;在咖啡厅、宾馆,甚至厕所,你都可以随时为各种电子产品充电,“电量不足”将是一件奇怪的事。家里的天花板上装上一块电能发射器,电视机、洗衣机、电磁炉都会自动接收电能,连孩子玩的遥控汽车都不再需要电池。

你可能已经发现了,无线充电的未来,准确地说,应该叫“无线供电”,也就是一边传输一边使用,不需要任何类似于电池的电量存储设备,更不需要提前充电了。到那时,电线、插线板、电池都可以消失了。我们甚至感受不到电的存在――它就像空气一样,无拘无束,近在咫尺。

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