丢掉电源线，给自己的智能手机进行无线充电。这关于许多人来说或许有点天方夜谭。但事实上，无线充电技能很快就要进入大规模的商用化，这项此前不为群众所了解的技能，正悄然来到咱们的面前。
老技能、新技能
以无线的办法传输电能，其实是一项十分陈旧的技能，它能够追溯到人类开端具有电力的19世纪。其时关于电力的传送有两种思路，一种是以爱迪生为代表的有线派，即架起线缆用于电力的远间隔传输，这种计划老练牢靠，缺陷是工程量巨大，而且本钱昂扬。还有一种就是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla，世界上第一台沟通电发电机的发明者)在19世纪末提出的无线传输办法，特斯拉其时设想经过电磁感应的办法，让电能以大地和天空电离层为介质进行低损耗的传送。这项试验听说取得成功，可是因政治和经济要素被间断。无线传输技能后来仅仅被用于电信号发送范畴，也就是信息的沟通，远间隔能量传输历来都没有进入实用化，虽然它在物理学上是彻底可行的。
诺基亚Lumia 920智能手机可完成无线充电
直到一百年后的今日，这种局势才取得改动。在电动牙刷、剃须刀等不少低功率的日用家电产品中，咱们看到了非触摸式无线充电技能的运用，给用户带来适当的便当。跟着无源式RFID电子标签的实用化和无线网络技能的大发展，比方隔空点亮灯泡的无线供电试验也屡见报端，这一切都点亮了人们对“无线”未来日子的无限神往，科学界也竭尽全力地朝着这个方向尽力。
2001年5月，世界无线电力传输技能会议在印度洋上的法属留尼汪岛(Reunion Island, France)举行，法国国家科学研讨中心的皮格努莱特(G. Pignolet)作了一个揭露试验：他运用微波技能，将电能以无线的办法传输，最终点亮了一个40米外的200瓦灯泡。这往后，据研讨者有关文章介绍2003年在岛上制作的10千瓦试验型微波输电设备，已开端以2.45GHz频率向挨近1km的格朗巴桑村(Grand-Bassin)进行点对点无线供电。
到2006年末，也有报导称麻省理工学院在无线电力传输技能上取得打破：以物理学助教授马林·索尔贾希克为首的研讨团队试制出的无线供电设备，能够点露脸隔2.1米远的60瓦电灯泡，能量功率可到达40％，相关内容刊登在2007年6月7日的《ScienceExpress》在线杂志上。这个“隔空点灯泡”试验引起了欧美及全球各大媒体的极大重视。后来英特尔西雅图试验室的Joshua R.Smith在这一效果上进行改善研讨，并将供电功率进步到75%（1米规模内），这样的功率适当了不得，关于笔记本电脑、智能手机、平板这样的设备来说已满足优异，而英特尔也在2008年8月的信息技能峰会上对此作了演示。
不过，相关于大功率电能传输，小功率的无线充电技能更具实用价值，需求频频充电的智能手机是该项技能最大的受益者。在四年后的今日，咱们在诺基亚Lumia 920智能手机上看到了商用级无线充电技能的身影，与此一起很多的手机厂商和外设厂商跟进，针对智能手机的无线充电技能一夜之间就进入迸发前夜。
无线充电四大“门户”
无线充电技能能够分为四种类型，第一类是经过电磁感应“磁耦合”进行短程传输，它的特点是传输间隔短、运用方位相对固定，可是能量功率较高、技能简略，很合适作为无线充电技能运用。第二类是将电能以电磁波“射频”或非辐射性谐振“磁共振”等办法传输，它具有较高的功率和十分好的灵敏性，是现在业界的开发要点。第三类是“电场耦合”办法，它具有体积小、发热低和高功率的优势，缺陷在于开发和支撑者较少，不利于遍及。第四类则是将电能以微波的办法无线传送——发射到远端的接纳天线，然后经过整流、调制等处理后运用，虽然这种办法能效很低，但运用最为便利，英特尔是这项计划的支撑者。
四种现在咱们能见到的无线充电技能
1.电磁感应办法
咱们今日见到的各类无线充电技能，大多是选用电磁感应技能，咱们能够将这项技能看作是别离式的变压器。咱们知道，现在广泛运用的变压器由一个磁芯和二个线圈(初级线圈、次级线圈)组成；当初级线圈两头加上一个交变电压时，磁芯中就会发生一个交变磁场，然后在次级线圈上感应一个相同频率的沟通电压，电能就从输入电路传输至输出电路。假如将发射端的线圈和接纳端的线圈放在两个别离的设备中，当电能输入到发射端线圈时，就会发生一个磁场，磁场感应到接纳端的线圈、就发生了电流，这样咱们就构建了一套无线电能传输系统。
电磁感应式的原理暗示
这套系统的首要缺陷在于，磁场跟着间隔的添加快速削弱，一般只能在数毫米至10厘米的规模内作业，加上能量是朝着五湖四海发散式的，因而感应电流远远小于输入电流，动力功率并不高。但关于近间隔触摸的物体这就不存在问题了。最早运用这一原理的无线充电产品是电动牙刷——电动牙刷由于常常触摸到水，所以选用无接点充电办法，可使得充电触摸点不露出在外，增强了产品的防水性，也能够全体水洗。在充电插座和牙刷中各有一个线圈，当牙刷放在充电座上时就有磁耦合效果，运用电磁感应的原理来传送电力，感应电压经过整流后就可对牙刷内部的充电电池充电。
磁共振办法关于设备具有更高的自在度，不会局限于固定的方位。
这种作业办法用在智能手机中彻底可行，苹果公司、摩托罗拉公司、LG、松下和NTT DoCoMo都在开发各自的无线充电器。理论上说，只需在充电座和手机平分别装置发射和接纳电能的线圈，就能完成像电动牙刷相同的无节点充电。由此，手机的充电办法能够变得愈加灵敏，接口也有望得到一起，进步用户运用的便利性。
[page]2.磁共振办法
与电磁感应办法比较，磁共振技能在间隔上就有了必定的宽容度，它能够支撑数厘米至数米的无线充电，运用上愈加灵敏。磁共振相同要运用两个规范彻底匹配的线圈，一个线圈通电后发生磁场，另一个线圈因而共振、发生的电流就能够点亮灯泡或许给设备充电。除了间隔较远外，磁共振办法还能够一起对多个设备进行充电，而且对设备的方位并没有严厉的约束，运用灵敏度在各项技能中居于第一。在传输功率方面，磁共振办法能够到达40%～60%，虽然相对较低但也进入商用化没有任何问题。
磁共振办法能够支撑电动轿车等大功率设备
富士通公司在2010年对磁共振系统进行展现，在演示中它成功地在15厘米间隔内点亮两个灯泡，具有杰出的实用价值。除了富士通外，长野日本无线、索尼、高通、WiTricity都采纳这项技能来开发自己的无线充电计划，其间WiTricity的运用范畴是为电动轿车无线充电。
3.电场耦合办法
日本村田制作所开发的“电场耦合”无线供电系统则归于少数派，隶归于这一系统的还包含日本的竹中工务店。电场耦合办法与“电磁感应”及“磁共振”办法都不同，它的传输前言不是磁场而是电场。
电场耦合式供电系统的底子电路结构
这套系统包含一个送电侧和受电侧，前者包含两组电极、一个振荡器、一个放大器和一套升压电路：Passive电极首要起接地效果，Active电极则用于发生电场。而振荡器的效果则是将输入的直流电转变为沟通电，放大器和升压电路则担任进步电压。例如接入为5V的适配器，经过振荡器、放大器和升压电路后就会发生一个1.5KV的高压电，唆使Active电极发生一个高压电场。而受电侧也与此对应，接纳电极感应到高压电场，再经过降压电路及整流电路后、就发生了设备能实际运用的直流电压。现在，村田制作所已取得这种结构的技能专利。
相关于传统的电磁感应式，电场耦合办法有三大长处：充电时设备的方位具有必定的自在度；电极能够做得很薄、更易于嵌入；电极的温度不会显着上升，对嵌入也适当有利。首先在方位方面，虽然它的间隔无法像磁共振那样能到达数米的长度，但在水平方向上也相同自在，用户将终端随意放在充电台上就能够正常充电。咱们能够看到电场耦合与电磁感应的比照成果，电极或线圈间的错位用dz/D（中心点间隔/直径）参数来表明，当该参数为0时，表明两者彻底重合，此刻能效处于最高状况。当该参数为1时，表明两者彻底不重合。咱们能够看到，此刻电场耦合办法仅仅下降了20%的能量输入，设备依然是能够正常充电，而电磁感应式稍有过错、能量功率就快速下降，错位超越0.5时就彻底无法正常作业，因而，电磁感应式总是需求十分准确的方位匹配。
电场耦合系统架构暗示
电场耦合办法的第二个特点是电极能够做到十分薄，比方它能够运用厚度仅有5微米的铜箔或许铝箔，此外对资料的形状、资料也都不要求，通明电极、薄膜电极都能够运用，除了四方形外，也能够做成其他任何十分规的形状。这些特性决议了电场耦合技能能够被很简单地整合到薄型要求高的智能手机产品中，这也是该技能相关于其他计划最显着的长处。清楚明了，若选用电场耦合技能，智能手机厂商在规划产品时就有很宽松的自在度，不会在充电模块规划上遭受制肘。
第三个长处就是电极部分的温度并不会上升——困扰无线充电技能的一个难题就是充电时温度较高，会导致挨近电极或线圈的电池组受热劣化，然后影响电池的寿数。电场耦合办法则不存在这种困扰，电极部分的温度并不会上升，因而在内部规划方面不用太故意。电极部分不发热首要得益于进步电压，如在充电时将电压进步到1.5kv左右，此刻流过电极的电流强度只需戋戋数毫安，电极的发热量就能够操控得很抱负。不过美中缺乏的是，送电模块和受电模块的电源电路仍然会发生必定的热量，一般会导致内部温度进步10～20℃左右，但电路系统能够被装备在较远的方位上，以防止对内部电池发生影响。
电场耦合办法具有更好的方位自在度
村田制作所现在现已成功地开宣告5瓦和10瓦充电的产品，并致力于完成小型化，制作所计划从本年开端向商场投进小型产品，未来则朝着50瓦、100瓦等大功率产品的方向行进。
4.微波谐振办法
英特尔公司是微波谐振办法的拥护者，这项技能选用微波作为能量的传递信号，接纳方接遭到能量波往后，再经过共振电路和整流电路将其还原为设备可用的直流电。这种办法就适当于咱们常用的Wi-Fi无线网络，发收两边都各自具有一个专门的天线，所不同的是，这一次传递的不是信号而是电能量。微波的频率在300MHz～300GHz之间，波长则在毫米-分米-米等级，微波传输能量的才能十分强壮，咱们家庭中的微波炉就是用到它的热效应，而英特尔的微波无线充电技能，则是将微波能量转化回电信号。
Intel无线充电技能选用微波谐振计划
微波谐振办法的缺陷适当显着，就是能量是五湖四海发散的，导致其能量运用功率低得出奇，如英特尔的这套计划，供给电力低至1瓦以下，乍一看起来实用性适当有限。而它的长处，则是方位高度灵敏，只需将设备放在充电设备邻近即可，对方位的要求很低，是最契合天然的一种充电办法。咱们能够看到，当设备收发两边彻底重合时，电磁感应和微波谐振办法的能量功率都到达峰值，但电磁感应显着优胜。不过跟着X-Y方向发生位移，电磁感应办法呈现快速的衰减，而微波谐振则要陡峭得多，即使位移较大也具有适当的可用性。
虽然能量和功率处于较低的水平上，乍看实用价值较为有限，但作为PC业的巨子，英特尔具有化腐朽为神奇的身手，而它的做法也适当奇妙：英特尔将超极本规划为无线充电的发送端，Atom Z渠道手机作为接纳端，这样只需手机放在超极本周围，就能够在不知不觉中、接连不断地充电—信任在上班时，大多数用户都有将手机放在桌面上的习气，此刻充电作业就能够在后台开端了。即使英特尔所用的微波谐振办法只能充入很低的电量，但在长期的充电下，智能手机产品的电力简直将永不衰竭，至少从用户角度上看是这样，由于只需他带着着笔记本电脑、就底子不再需求重视充电问题。
谐振计划在自在度方面体现亦优于电感办法
无线充电技能被英特尔进步到战略性的高度，它能够起到一起推行超极本和“Atom Z”系列X86智能手机渠道的意图——在智能手机渠道，英特尔只能算是后来者，加上X86架构在功耗规划上的先天弱势，外界以为英特尔时机有限，难以对ARM构成应战。但凭借无线充电技能，英特尔的超极本和Atom Z渠道都会对传统商务用户发生巨大的招引力。
电磁感应的“Qi”规范与磁共振的“WiPower”规范
无线充电技能要完成广泛的商用化，设备规范化作业明显是要害，究竟智能手机及充电产品各式各样、不计其数，假如没有规范的一起规范，将无法在兼容方面达到一起。
第一个露脸的规范就是由无线充电联盟(Wireless Power Consortium，WPC)在2010年8月推出的“Qi”规范，WPC联盟成立于2008年，其意图是达到无线充电技能规范的一起，并确保任何成员公司之间的产品兼容性。WPC联盟的成员现在现已超越100多家，很多的手机厂商（摩托罗拉、诺基亚、RIM、三星、LG等）、芯片制造商（飞思卡尔、德州仪器）再到无线运营商（威瑞森无线、日本NTT DoCoMo）都是WPC的成员，在现在具有主导地位。
WPC的规范称为“Qi”（发音为“chee”，即中文的“气”，代表生命力这个概念），它选用的技能计划就是传统的电磁感应式。在规范发布后，第一批具有Qi无线充电功用的产品在2010年末首先推出，HTC、韩国LG、摩托罗拉、三星、富士通（Fujitsu）、NEC（即日本电气）及夏普等公司也先后制造出内置 Qi无线充电功用的智能手机产品，但其时业界的注意力都放在智能手机的硬件和OS上，无线充电功用一向没有取得真实意义上的广泛运用。
超级本作为充电站，能够随时随地为智能手机充电。
形成这种状况的另一个原因就在于充电设备的滞后，在咱们前面的介绍中，咱们应该清楚电磁感应式充电最大的坏处在于对方位要求很高，对此Qi规范也明确规定了三种处理计划，分别为：可移动式线圈、多线圈和磁铁招引办法。
松下和三洋是可移动式线圈计划的代表者，他们将充电底座的线圈规划在一个可移动的伺服安排上，当设备放在充电座上后，检测安排将方位信号及时传送给底座的操控系统，然后驱动伺服安排、将底座线圈移动到设备的正下方，使得两个线圈高度重合。明显，这种计划能够做到很高的能量功率，但充电底座的规划过于杂乱，一旦伺服安排无法正常作业，整个充电座便因而作废。与这种办法不同，Maxell、Energizer的多线圈规划就比较高超，它们为充电座规划了多个线圈构成的线圈阵，当设备放在上面时，与接纳端线圈重合面积最大的线圈会处于激活状况，然后完成小规模的自在放置。这套计划当然无法做到功率完美，但胜在牢靠性高和本钱低价。
还有一种办法就是在底座线圈中心放置一个强磁铁。当设备放在邻近时，在磁铁的效果下，设备上的接纳线圈能够与底座线圈的方位相吻合，这也是比较讨巧的一种计划，它的开发者是安利旗下的Fulton公司。
Intel的无线充电模块具有较小的尺度，可直接整合于主板。
Qi规范最大的问题在于成员太多，互相都要顾及彼此利益，而手机厂商又缺少热心——对智能手机厂商而言，支撑无线充电技能会给设备开发带来费事，并面对一些比方发热量高、电池寿数有限的不用要危险，所以它们关于无线充电技能爱好不高。因而，在Qi规范推出之后的两年内，都不见手机厂商有太大的动作。直到本年9月份，诺基亚发布的Windows Phone 8渠道智能手机Lumia 920身上，咱们才看到Qi规范取得揭露支撑。诺基亚也为Lumia 920带来了配套的充电板，充电板本身则选用USB接口来供电。
比较之下，配件开商关于Qi规范却高度支撑，这明显是一块赢利新蓝海，许多规划和功用各异的充电板现已箭在弦上。不出意外的话，咱们将在一年内看到这些产品很多上市。
作为智能手机业的两大重量级巨子，高通(Qualcomm)和三星(Samsung)对QI规范并不伤风，他们以为方位受限令该规范丧失了无线充电的便利性，这两家公司在本年5月份宣告成立了一个名为“Alliance for Wireless Power（A4WP）”的新安排，挑选了方位自在度高、可一起充电多个产品的磁共振技能作为规范计划。A4WP触及的范畴还有轿车、家具、芯片、流转等。
A4WP将这套计划称为“WiPower”，除了针对智能手机、笔记本电脑等设备外，它还将完成对电动轿车的无线充电。A4WP虽然没有发布具体的规范细节，但它对QI构成的应战已清楚明了：三星是世界上最大的智能手机厂商，而高通又是最大的芯片供给商，加上磁共振技能本身又具有显着的优势，一旦进入老练阶段，将会对电磁感应的QI规范构成全面的应战。大约也是意识到这一点，WPC联盟近来也开端将磁共振作为可选的规范之一，假如没有太大意外的话，磁共振或许会成为无线充电的主导技能。
凭借超极本之力：英特尔的无线充电计划
这一次，无线充电技能充当了超极本和Atom智能手机桥梁的效果。
Atom Z渠道最大的长处在于功能微弱，最大的缺陷则是功耗较高、导致电池续航力短，虽然英特尔经过抢先的半导体工艺来下降芯片功耗，但X86架构的先天约束让它很难同ARM站在同一起跑线上。即使实力与ARM产品相同，智能手机厂商又凭什么支撑Atom呢？究竟没有满足大的引诱，很难压服手机厂商改投英特尔门下。
Intel无线充电计划装备了强壮的辅佐软件
无线充电技能便扮演了推动者的人物。英特尔挑选低功率的微波谐振技能，原因就在于这项技能具有最好的空间自在度，手机能够在充电设备邻近恣意放置，都能完成正常的充电使命。一起，英特尔奇妙地运用了本身在笔记本电脑上的资源，将笔记本电脑、特别是超极本作为无线充电渠道，用户底子无需再额外接一个USB端口的充电板，就能直接为手机充电。一起，接连不间断充电的办法，也让Atom渠道手机永久不会有电力匮乏的担忧，奇妙地弥补了该渠道耗电量稍大的缺乏。
英特尔计划在2013年推出这套无线充电系统。日前，它已宣告与IDT（Integrated Device Technology）达到协作：IDT将在年末前出样该共振接纳器芯片，2013上半年供给发射器%&&&&&%样片，两边一起针对超极本、PC、智能手机以及独立充电器等产品推出对应的无线充电参阅规划。依据英特尔现在的计划，整合于超极本的发射器尺度在7cm×3cm左右，选用USB 2.0总线供电，最高供给15瓦能量，发射器一般被规划在笔记本的左边或许右侧，它本身发出的热量则由一体式的散热器处理。
除硬件之外，英特尔还专门为此无线充电系统规划了配套的软件——软件供给了检测充电设备、智能操控充电、设备方位校验等功用；更为强壮的是，该软件能够操控发射端的电磁波发射规模和方向，能够充沛确保无线充电的功率。
结语
任何一种给人们带来便利的技能，总是会遭到群众的欢迎，无线充电技能的到来，让智能手机摆脱了最终一条线缆的纠缠，咱们能预见到无线充电将会成为干流的运用办法，传统的充电线缆则会成为必要的弥补。
假使咱们深入分析，便很简单在这三种盛行的无线充电办法中辨明好坏：电磁感应系统的QI规范，当然具有很高的动力功率，但运用不就是它的致命伤；根据磁共振的WiPower技能以其灵敏的运用办法、牢靠的功率以及大功率支撑等办法，有望取得更广泛的支撑。而英特尔的微波共振技能，虽然功率最低、但运用上最为便利，特别将超极本、智能手机绑缚一体的优势增色不少，只需往后Atom Z渠道体现得不太差，在智能手机范畴占有一席之地并不会有太大的问题。
