刍议无线充电技术的相关标准

【摘要】本文分析了现阶段无线充电技术的应用现状，指出了 PMA、 A4WP 等无线充电技术标准，并阐述了目前无线充电技术的行业标准。

【关键词】无线充电;技术;标准

1.引言

随着科技的快速发展以及人们对信息通信的巨大需求，手机、平板电脑以及笔记本等便携式电子产品得到了广大消费者的青睐，这些移动设备一般通过一个充电器对电池进行充电，这个充电器连接着市电和移动设备，受制于电池技术，移动设备频繁使用充电器进行充电，过多的插拔容易损坏，也不安全。在如水中等特殊工作环境下，要求设备避免电气接触，而且由于电池使用寿命不长，频繁的打开设备更换电池十分麻烦，而对于有些特殊设备，这样更是不允许的。针对现有问题，近距离的无线充电技术就显得格外重要，具有很好的应用前景。

2.现阶段无线充电技术的应用现状

韩国三星公司致力于Qi无线充电技术的发展，其刚刚推出的新一代Galaxy系列手机S4支持Qi无线充电技术，而传统IT巨头微软的主力机型Lumia 920/820同样也支持Qi标准。三星和诺基亚两大厂商同时将视线聚焦在无线充电技术上，也在某种程度上说明了无线充电技术已经是一项重要的研究热点。同时，对于无线充电事业来说，这只是第一步。毫无疑问，无线充电将会是未来移动设备的一个发展方向，也是各大厂商争相研究的热点技术之一。其实在电子产品如此普及的今天，相信我们每个人手头上都有若干个不同种类的充电器和充电线，使用起来非常不便。而无线充电技术就是为了解决这类问题而设计的。无线充电技术可以帮助用户摆脱充电线的困扰，也同时解决了电器通用性问题。然而，由于当前不同终端对供电参数要求的不一致，全球至今没有形成一个通用的无线充电标准，这也导致现阶段的无线充电技术并没有没有被大规模应用。因此，无线充电技术目前也只能局限于部分手机和部分地区。

由于各大手机巨头以及一些技术组织和团体都看到了无线充电技术广阔的应用空间，因此都在积极研发相关技术，无线充电不仅仅是不用线，未来是让手机不用刻意充电，只要揣在兜里或者放到桌子上，就能保持电流源源不断的输入。美国知名的IT杂志《连线》预测，到2013年下半年，无线充电技术有望普及，因此从大众接受度以及舆论来看，无线充电技术的发展将有一个不错的环境。

3.现有无线充电技术的行业标准

众所周知，通电导线产生的磁场的方向垂直于其电流方向，同时一般情况下这种磁场非常微弱的，而采用圆形或螺形的线圈，相同方向的磁场便会叠加进而形成相对更强的磁场。无线充电技术的原理与变压器的原理基本相同，它们都是通过利用在一次侧线圈中的电流在二次侧线圈中产生电流，而它们之间的主要区别在于变压器通过铁芯传导磁场的方式，无线充电设备中的感应线圈经过了一些特殊的调整，是以空气为介质传导磁场的，从而产生感应电流。同时，和声音的共振一样，两个线圈感应也需要设置一个共振频率，使接收线圈和输出线圈的频率一致，从而在输出线圈电流很小的情况下，也能在接收线圈中产生足够强的感应电流。目前，无线充电技术基本有三种方式，分别是电磁感应、无线电波和共振作用。由此可以得出Qi标准、PMA标准和A4WP标准是目前无线充电领域最成熟的联盟标准。

3.1 PMA无线充电技术标准

由宝洁和Powermat合资的Duracell Powermat公司发起的PMA（Power Matters Alliance），致力于打造符合IEEE协会标准的手机和电子设备的无线供电标准，现阶段PMA无线充电技术联盟已经有中兴、黑莓、星巴克、AT&T、Goole和金霸王等公司加盟。PMA标准采用通过内建无线充电芯片或者WiCC无线充电卡来进行充电，WiCC无线充电卡片非常轻薄，使用方法也非常简单，只需要安装在在移动设备的电池上即可，同时WiCC卡也可以作为NFC（近场通讯）天线使用，看上去它让无线充电技术的未来充满了光明。但是WiCC卡也存在缺陷，充电卡的设计使它不能直接用在像iPhone那样无法拆卸电池的设备上。如果要使用WiCC卡，手机制造商们必须在电池添加一个小的连接头，其中两根导线用于充电、两根用于NFC讯号传送、两根用于数据传输。目前美国星巴克所使用的无线充电设备即采用PMA的标准，如果未来手机支持这种无线协议，恰巧你走到咖啡厅将手机直接放到桌子上就能充电。显然这种来自商家的支持是非常重要的。不过普及开来还需要时间。

3.2 A4WP无线充电技术标准

A4WP（Alliance for Wireless Power）是由高通公司、三星公司和Powermat公司共同创建的无线充电技术标准，它致力于建立电子产品之间统一的标准，而且已经延伸到电动汽车等相匹配的机制。A4WP无线充电技术与其他标准最大的不同就是采用了“电磁谐振技术”。与Qi标准相比，A4WP无线充电标准采用的输出线圈更大，而且能够同时满足多台设备的充电需求。同时设定精确的共振频率，保证在微弱的感应磁场下也能为移动设备充电，这意味着A4WP的充电范围将会比Qi大得多，理论上来说隔着物体也可以充电，同时也不需要准确地将设备摆放在充电基座上。和Qi一样，A4WP也可以根据充电设备的数量和缺电状况自动调整能量分配方案，以达到节能的目的。从其特点来看，A4WP要比Qi方便不少，用户不再需要像使用Qi无线充电设备时那样将手机小心翼翼地摆放好，而且由于A4WP的充电范围较大，将会支持一些形状复杂的设备，比如相机。但是效率低下是它的最大弊端，短时间内很难克服。

参考文献

[1]王振亚，王学梅，张波等.电动汽车无线充电技术的研究进展[C].//中国电源学会第二十届学术年会论文集.2013：637-641.

[2]朱俊.探密电动汽车的无线充电技术[J].交通与运输，2012，28（1）：26-27.

[3]Dying.渐行渐近浅析Intel无线充电技术[J].电脑迷，2012，（10）：43.