無線充電你真的懂嗎?標準是什麼?應用如何?
發布時間:2015-03-07 來源:無線充電|傳感器 責任編輯:sherryyu
【導讀】無線充電是一種有關生活方式的科技成就,將影響整個日常生活。然而,目前無線充電還存在著各種各樣的缺點、問題,麵臨著很多挑戰。本文分享的是關於無線充電標準及其特殊應用。
目前無線充電標準有Qi標準、PMA(Power Maers Alliance)標準和A4WP(Alliance for Wireless Power)標準三種,標準尚未統一。其中Qi標準應用最為廣泛,是無線充電聯盟(Wireless Power Consortium, WPC)推出的國際標準;采用近距離電磁感應技術作為低功耗便攜式電子設備充電,為所有電子廠商提供統一的通用標準。PMA標準及聯盟由Powermat公司發起,致力於為符合IEEE協會標準的手機和電子設備進行無線供電。A4WP標準由美國高通公司、韓國三星公司以及Powermat公司共同創建的無線充電聯盟推出,采用磁共振式無線充電,目標是為便攜式電子產品和電動汽車等提供無線充電。(目前無線充電技術主要有電磁感應式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式四種基本方式。)

無線充電技術發展至今,應用場景廣泛。可為電動牙刷、電動剃須刀和無繩電話等小家電無線充電,並已實用化;可為便攜式消費類電子,如手機、PDA和筆記本電腦等充電;也可為電動汽車無線充電。
無線充電是一種有關生活方式的科技成就,將影響整個日常生活。然而,目前無線充電還存在著各種各樣的缺點、問題,麵臨著很多挑戰。首先是效率問題:充電效率不高,長時間下能源浪費嚴重,遠距離大功率無線設備的耗能會更高,浪費更大;其次是安全性問題:大功率無線充電設備的電磁輻射會對環境和生物(如鳥類、居民等)造成很多不利的影響,可能會幹擾日常通信,可能對飛機等交通工具產生不良影響;第三是方便性和實用性問題:充電時不能隨意動,位置還必須固定,從使用角度來看,並不比有線充電方便太多;最後是成本較高,價格不菲。
總的說來,無線充電產品在消費電子市場並不是非常有吸引力的功能,未能成為消費者關注的重點,並沒有帶來實質性的革命;還hai沒mei有you大da規gui模mo的de使shi用yong,並bing未wei真zhen正zheng在zai市shi場chang上shang形xing成cheng氣qi候hou,無wu線xian充chong電dian隻zhi是shi一yi個ge小xiao噱xue頭tou,還hai未wei被bei廣guang泛fan接jie受shou,叫jiao好hao不bu叫jiao座zuo,隻zhi是shi一yi場chang曲qu高gao和he寡gua的de技ji術shu遊you戲xi。
無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)技(ji)術(shu)雖(sui)然(ran)麵(mian)臨(lin)著(zhe)很(hen)多(duo)挑(tiao)戰(zhan),目(mu)前(qian)也(ye)富(fu)有(you)很(hen)多(duo)機(ji)遇(yu),個(ge)人(ren)認(ren)為(wei)前(qian)景(jing)巨(ju)大(da),在(zai)一(yi)些(xie)特(te)殊(shu)的(de)領(ling)域(yu)具(ju)有(you)特(te)殊(shu)的(de)用(yong)途(tu),具(ju)有(you)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)應(ying)用(yong),如(ru)醫(yi)用(yong)植(zhi)入(ru)設(she)備(bei),無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)網(wang),防(fang)水(shui)密(mi)封(feng)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)等(deng)等(deng)。
醫用植入設備
醫療植入式裝置在疾病治療中發揮著越來越重要的作用。膠囊內窺鏡、植入式醫用膠囊可以窺探人體消化道或腸道的潰瘍、異常的增長以及出血等健康狀況,幫助醫生對病人進行診斷;心xin髒zang起qi搏bo器qi可ke在zai必bi要yao時shi候hou用yong電dian信xin號hao激ji活huo心xin髒zang複fu蘇su與yu維wei持chi正zheng常chang。但dan醫yi用yong植zhi入ru設she備bei的de供gong電dian電dian池chi容rong量liang往wang往wang是shi一yi定ding的de,一yi般ban可ke供gong使shi用yong幾ji年nian,如ru電dian池chi耗hao完wan,則ze需xu要yao手shou術shu更geng換huan植zhi入ru設she備bei。目mu前qian,心xin髒zang起qi搏bo器qi植zhi入ru人ren體ti之zhi後hou,8-10年左右就需要更換電池。也就是說,雖然安裝了心髒起搏器,但每隔8-10年nian還hai需xu要yao再zai動dong一yi次ci手shou術shu來lai更geng換huan起qi搏bo器qi的de電dian池chi。如ru果guo病bing人ren體ti內nei的de醫yi用yong植zhi入ru設she備bei可ke以yi進jin行xing充chong電dian,會hui方fang便bian很hen多duo,不bu用yong再zai通tong過guo手shou術shu來lai更geng換huan電dian池chi,一yi次ci手shou術shu即ji可ke解jie決jue問wen題ti,不bu會hui有you手shou術shu失shi敗bai、胸腔感染等風險。
Toratec 和Witricity公司在2011年已合作研製成功植入式心髒起搏器,采用諧振式無線充電方式,無線充電距離超過10英寸。另外,美國Purdue大學的Albert Kim、Teimour Maleki和Ziaie等人提出了用音樂為植入式裝置供電的概念,他們研製了一個固有頻率為 435 Hz的PZT懸臂梁,放置於長度為40mm,直徑為8mm的玻璃膠囊裏,通過外部頻率為200-500Hz的音樂,如RAP、布魯斯、爵士和搖滾樂等,來激勵懸臂梁產生振動,並轉換成電能,從而為植入式裝置供電。
無線傳感網
無線充電可以實現為低功耗無線傳感器網絡充電,如可為安置在動物身上的無線定位、監測裝置補充電能。ADInstruments 公司的無線動物監測係統,可以無線監測和采集動物的壓力值(如動脈、動脈、膀胱和子宮等)、生物電動勢(ECG心電)和體溫等。采用小型傳感器可以采集高質量的數據,並可以擴大移動範圍,係統應用靈活,可長期監控、記錄動物的狀況。電池可在線充電,不需要停止工作,也不用花費昂貴的代價去更換電池。

可無線充電的無線動物監測係統
防水密封電子產品
便攜式的移動產品, 都要不定期地進行充電, yincibudebuliuxiagezhongchakouhelianjiedianlan,zhejiuhennanshixianjuyoufangshuixingnengdemifenggongyi。caiyongwuxianchongdianhou,youyushebeiwaikeshangmeiyoujinshujiedianhuozhekaikou,keyizengqiangdianzichanpindefangshuixing,yiyushixianchanpindefangshuihemifeng。ruzuizaochuxiandecaiyongwuxianchongdiandediandongyashua,jiejuelechaoshihuanjingxiadeyongdiananquanwenti。xianzaihenduoteshudechanpin,zaiteshudeyunyongchanghehehuanjingxia,rushuixiagongzuodezidongjiancexitong,xuyaomifenghefangshui,buxiwangchanpinwaikeshangliuxiarenhechakong(充電口,開關機鍵,顯示燈等),在這種情形下,如能采用無線充電就能解決其密封和防水問題。筆者就基於Qi無線充電標準,采用電磁感應式無線充電技術,設計了一款防水密封型便攜式GPS終端設備;所研製的無線充電接收模塊,尺寸為50x32x1.0mm3,能有效地為設備的鋰離子電池進行無線充電,結合軟件控製,並實現了設備的無線充電自動開機。
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