英特爾公司(Intel)日前宣布采用Integrated Device Technology(IDT)的發(fā)射器與接收器芯片，用于實(shí)現(xiàn)其無線共振能量鏈接(WREL)技術(shù)，并計劃進(jìn)一步使這項(xiàng)無線充電技術(shù)成為支持其移動運(yùn)算與通信產(chǎn)品發(fā)揮市場影響力的重要元素。

　　IDT預(yù)將在2012年底前出樣該共振接收器芯片，2013上半年供應(yīng)發(fā)射器IC樣片。英特爾與IDT公司并計劃針對Ultrabook 、 PC、智能手機(jī)與獨(dú)立式充電器等應(yīng)用推出共振無線充電參考設(shè)計。

　　英特爾一直致力于推動這項(xiàng)無線充電技術(shù)的商用化上市，期望用于提高該公司ultrabook與智能手機(jī)等移動系列產(chǎn)品在市場上的吸引力。英特爾從2008年十月起即著手開發(fā)這項(xiàng)無線共振充電技術(shù)。

　　多年來，在幾公分(或幾毫米)的距離內(nèi)利用磁感應(yīng)進(jìn)行無線充電一向被視為是一種具有前景的應(yīng)用領(lǐng)域，但卻一直難以找到一種能夠有效轉(zhuǎn)移能量的技術(shù)，也遲遲未能針對相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立共識。

　　因此，英特爾此舉看來可說是立意甚佳。大多數(shù)的人可能會認(rèn)為外出還必須攜帶各種不同的有線充電器以及得經(jīng)常為這些隨身設(shè)備進(jìn)行充電實(shí)在是落伍了。

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　　然而，英特爾公司的策略一向在于結(jié)合技術(shù)與商業(yè)，因此，不要指望它開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的目的是為了對世界作出貢獻(xiàn)，或甚至只是單純地在市場上進(jìn)行銷售。我認(rèn)為，英特爾更著眼于從這項(xiàng)技術(shù)中獲得更大的影響力。

　　英特爾是PC處理器的主要供應(yīng)商，但在手機(jī)、智能手機(jī)與平板電腦等以ARM處理器架構(gòu)及其合作伙伴生態(tài)為主導(dǎo)的領(lǐng)域卻還是個“新手”。英特爾究竟能如何利用其無線充電技術(shù)，進(jìn)一步發(fā)揮其于電腦領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，使其得以轉(zhuǎn)移到移動領(lǐng)域?

　　英特爾的無線充電技術(shù)預(yù)計將在2013下半年出現(xiàn)在幾款基于英特爾處理器的超級本(ultrabook)產(chǎn)品中。乍聽之下，很多人可能會以為只要將這些電腦放在連接到主電源的無線充電座上，就可以實(shí)現(xiàn)無線充電了。的確，有些產(chǎn)品類型可能是這樣。

　　在產(chǎn)品中嵌入英特爾的無線充電性能后，在ultrabook附近的英特爾智能手機(jī)就能自動進(jìn)行充電與同步，然而，未搭載英特爾技術(shù)的其它智能手機(jī)制造商卻無法連接到這項(xiàng)技術(shù)。

　　因此，透過這種方式，英特爾將可開始利用這種在英特爾電腦上進(jìn)行手機(jī)充電的先決條件，進(jìn)而提高對于采用英特爾處理器的手機(jī)與平板電腦的市場需求度。

　　只要把你的英特爾手機(jī)放在桌上那臺ultrabook旁邊，等你準(zhǔn)備好起身離開時，它已經(jīng)完全充好電，也完成同步操作了。這聽起來不錯吧?但當(dāng)你把你的iPhone或非英特爾的Android智能手機(jī)放在你的ultrabook或甚至是Mac筆記本電腦旁邊看看，它卻完全不會進(jìn)行充電。這就一點(diǎn)兒也不酷了!

　　透過其Atom處理器加上無線充電接收技術(shù)，英特爾計劃開始成為智能手機(jī)與平板電腦制造商心目中的理想平臺，并進(jìn)一步對ARM及其合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)帶來沖擊。

　　然而，所有這一切都是基于一項(xiàng)假設(shè)：英特爾具有充分的資源足以達(dá)到目的，而蘋果、ARM、Android的支持者及其它廠商則否，或是缺乏更有利的資源。但值得注意的是，高通(Qualcomm)和三星(Samsung)已經(jīng)形成一個“無線電力聯(lián)盟”(Alliance for Wireless Power;A4WP)了，而業(yè)界多家廠商也已經(jīng)組成“無線充電聯(lián)盟”(Wireless Power Consortium ;WPC)，正試圖建立Qi作為全球性的標(biāo)準(zhǔn)，所以，這一場無線充電戰(zhàn)才剛剛開始。

　　顯然地，這場無線充電戰(zhàn)將會帶來標(biāo)準(zhǔn)化的問題，而且也將引發(fā)對于“強(qiáng)制搭售”(tied selling)的法律爭議。不過，由于無線充電技術(shù)目前的市場還不是十分明確，因此，如果英特爾這項(xiàng)技術(shù)真的能帶來好處的話，那么在管理機(jī)構(gòu)責(zé)令邁向開放以前，英特爾應(yīng)該還有幾年的大好時光。

　　無線充電組件

　　深圳市威特爾科技有限公司技術(shù)總監(jiān)趙志斌認(rèn)為針對手機(jī)等移動產(chǎn)品，要直接把無線充電做進(jìn)電池，只增加不多的成本。以前國際上的主流的無線充電研究，都是在向著大功率和遠(yuǎn)距離的方向發(fā)展，也許20年后會取得巨大的成功，但近期內(nèi)不會取得重大進(jìn)展。

　　他同時表示，阻礙著無線充電技術(shù)應(yīng)用的最核心的技術(shù)，不是電子技術(shù)。無線充電的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際上就是接收組件中的磁屏蔽物，因?yàn)橛美澗€(利茲線就是多股漆包線的一個常用的稱呼，來源于音譯)來纏繞線圈并不是特別困難的事情，但是做出來足夠薄性能足夠好的磁屏蔽片，卻非常困難。用于磁屏蔽的物質(zhì)，無非就是一些軟磁性材料，但是它們都有一些無法解決的應(yīng)用障礙——導(dǎo)磁率高的材料，不能用于較高頻率;能用于較高頻率的，導(dǎo)磁率又不夠高;另外導(dǎo)磁率高的材料還比較容易產(chǎn)生磁飽和。正是磁性材料的這些固有的性質(zhì)，制約了無線充電接收組件的發(fā)展。

　　針對現(xiàn)有市場情況和對技術(shù)路線的判斷，趙志斌自己創(chuàng)立了一個WMPTC(微功率無線輸電聯(lián)盟)，希望通過本土廠商對技術(shù)和需求的敏感性與國際巨頭主導(dǎo)的兩大聯(lián)盟抗衡。

　　他指出，WPC的QI規(guī)格制定的時間比較早，當(dāng)時的技術(shù)以及當(dāng)時的手機(jī)都跟今天不同，所以從今天來看，QI規(guī)格的5V1A的輸出規(guī)范已經(jīng)不太適合市場的需求了。一方面有些國內(nèi)的手機(jī)廠商會覺得1A的電流偏小，不能滿足他們的超大容量的電池的充電需要;另外一方面大眾已經(jīng)普遍接受了用電腦USB給手機(jī)充電的方式，而這個方式的電流就是0.5A。實(shí)際中正在銷售的手機(jī)無線充電套件，幾乎都是0.5A的規(guī)格的，TDK的這個接收組件就是一個很好的例子，它并不提供1A的電流。

　　更為關(guān)鍵的是，WPC并沒有意識到無線充電最適合使用的領(lǐng)域是給手機(jī)中的鋰電池直接充電，這是因?yàn)槭艿搅水?dāng)時的技術(shù)發(fā)展水平限制，不能完美的實(shí)現(xiàn)手機(jī)鋰電池的直接無線充電，只好用手機(jī)護(hù)套或者更換手機(jī)背殼的方法來實(shí)現(xiàn)手機(jī)的無線充電，這時需要采用的電壓就是5V;而隨著技術(shù)的發(fā)展，特別是在磁屏蔽材料方面的研究進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了接收組件的薄型化、低發(fā)熱、低泄漏。已經(jīng)不需要再采用護(hù)套或者更換手機(jī)背殼的方法去實(shí)現(xiàn)無線充電了，可以直接將接收組件安裝進(jìn)手機(jī)電池或者手機(jī)的原裝背殼。這時，5V的輸出電壓已經(jīng)不是最好的無線充電方案了，而應(yīng)該是4.2V的鋰電直接充電方案。WPC的QI規(guī)格并不支持該輸出電壓。

　　WPC的QI規(guī)格是5W的接收功率，后面會向著更高功率的方向發(fā)展，接著是120W、500W、3千瓦或者5千瓦。但是在大功率應(yīng)用方向，目前的無線輸電效率還不能滿足人們的需要，還需要技術(shù)上的進(jìn)一步的提升。而他認(rèn)為更小的功率上，推廣無線輸電更有現(xiàn)實(shí)的意義。比如說當(dāng)手機(jī)的無線充電板的社會擁有量達(dá)到一定程度后，類似于兒童玩具、無線鼠標(biāo)等目前使用干電池的設(shè)備也都可以考慮采用無線充電加二次電池的方法去替代現(xiàn)有的干電池方案，成本并沒有顯著的增加。使用成本反而更低。

　　最后他認(rèn)為，在未來的一兩年內(nèi)，搭載在移動電源上的符合WMPTC規(guī)范的無線充電發(fā)射配合搭載在手機(jī)鋰電池上或者內(nèi)置在手機(jī)內(nèi)的無線充電接收構(gòu)成的系統(tǒng)會成為最為暢銷的無線充電設(shè)備，因?yàn)檫@樣可以獲得比采用有線連接的方案更高的效率，同時成本上升不多。

　　上面我們講了很多廠商關(guān)于無線充電的舉措和發(fā)展展望，那么無線充電的原理是什么呢?下面我們將詳細(xì)介紹無線充電的原理，讓大家充分了解無線充電。

　　無線充電原理詳解

　　支持無線充電的智能手機(jī)從2011年夏季前后開始上市。任何廠商的任何機(jī)型均可使用的“Qi”規(guī)格將成為全球標(biāo)準(zhǔn)。停車即可充電的EV(電動汽車)用充電系統(tǒng)也在推進(jìn)研發(fā)。

　　無線充電已經(jīng)在電動牙刷、電動剃須刀、無線電話等部分家電產(chǎn)品中實(shí)用化，現(xiàn)在其應(yīng)用范圍又?jǐn)U大到了智能手機(jī)領(lǐng)域。

　　NTT DoCoMo在2011年夏季以后陸續(xù)上市了多款支持無線充電的智能手機(jī)和充電座。這些手機(jī)無需在手機(jī)上插上充電線纜，只需放置在充電座上即可為電池充電。今后NTT DoCoMo將在電影院、餐廳、酒店、機(jī)場休息室等公共場所設(shè)置充電座，便于用戶在外出時使用。

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　　軟銀移動也預(yù)定2012年1月上市支持無線充電的智能手機(jī)。KDDI正在開發(fā)車載式智能手機(jī)的無線充電座。

　　未來無線充電的應(yīng)用范圍將有望擴(kuò)大到EV的充電系統(tǒng)。

　　目前，市場上支持無線充電的智能手機(jī)和充電器大部分都符合總部位于美國的業(yè)界團(tuán)體“無線充電聯(lián)盟(WPC)”所制定的“Qi”規(guī)格。Qi源自漢語“氣功”中的“氣”，以松下、韓國三星電子、英國索尼愛立信、芬蘭諾基亞、電裝為首，許多國家的家電廠商和汽車廠商都相繼加盟了WPC。

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　　無線充電方式包括“磁共振”及“電波接收”等多種方式，Qi采用的是“電磁感應(yīng)方式”。通過實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，只要是帶有Qi標(biāo)志的產(chǎn)品，無論是哪家廠商的哪款機(jī)型均可充電。

　　19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象

　　電磁感應(yīng)方式采用了19世紀(jì)上半期發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象。眾所周知，電流流過線圈時，周圍會產(chǎn)生磁場。1820年，丹麥物理學(xué)家漢斯·奧斯特(Hans Oersted)發(fā)現(xiàn)了這種電磁效應(yīng)。

　　用沒有通電的其他線圈接近該磁場，線圈中就會產(chǎn)生電流，由此點(diǎn)亮燈泡。1831年，英國物理學(xué)家邁克爾·法拉第(Michael Faraday)發(fā)現(xiàn)了這個可從線圈向線圈供電的物理現(xiàn)象，并稱之為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

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　　無線充電使用的充電座和終端分別內(nèi)置了線圈，使二者靠近便開始從充電座向終端供電。為提高供電效率，需要使線圈之間的位置對齊，不產(chǎn)生偏移。因此，各廠商在位置定位方法方面紛紛開動腦筋。

　　從事智能手機(jī)外設(shè)業(yè)務(wù)的日本Oar公司于2011年8月推出了名為“無線充電板”的充電座。內(nèi)置有磁鐵，用于將終端吸引到指定位置。

　　松下于2011年6月投放了無線充電座“無接點(diǎn)充電板”。尺寸約為鼠標(biāo)墊大小，表示實(shí)現(xiàn)了“位置自由(Free Positioning)”，將終端放在充電板上的任何位置均可充電。

　　充電座內(nèi)部的線圈帶有驅(qū)動裝置，可在平面中移動。通過自動檢測終端放置位置，并移動至該位置，使線圈的位置相一致。

　　該充電座的開發(fā)人員、松下集團(tuán)三洋電機(jī)能源設(shè)備公司(SANYO Electric Energy Devices Company)充電系統(tǒng)事業(yè)部長佐野正人就位置自由實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的理由解釋說，“用戶希望能更便利地充電”。

　　日立麥克賽爾于2011年4月面向美國蘋果的人氣智能手機(jī)“iPhone”上市了無線充電器“AIR VOLTAGE”。由于iPhone不支持無線充電，所以需要套上內(nèi)置有線圈的專用外殼才能使用。

　　電場耦合方式不使用線圈

　　另外，麥克賽爾的充電座有為一部終端充電和為兩部終端充電的款式。兩部款的尺寸為鼠標(biāo)墊大小，可在左右各放置一部終端。內(nèi)部排列了14個線圈，左右各7個，用這些線圈覆蓋了充電座的廣大范圍。由此，終端可以比較自由地放置在充電座上。在7個線圈中可最多自動選擇3個能高效傳輸?shù)木€圈來供電。

　　日立麥克賽爾2011年11月還面向“iPad2”上市了無線充電器“AIR VOLTAGEfor iPad2”。該充電器未采用Qi規(guī)格，而是全球首次采用了“電場耦合方式”。

　　電場耦合方式不使用線圈，而是在供電側(cè)和受電側(cè)設(shè)置電極，利用二者之間產(chǎn)生的電場供電。為iPad2套上內(nèi)置有受電用電極的專用外殼來充電。

　　電場耦合方式的特點(diǎn)是，輸出功率比Qi大，即使電極之間的位置稍有偏移也可維持高傳輸效率。模塊由村田制作所開發(fā)。

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　　EV的無線充電方面，采用磁共振方式的汽車廠商比較多。

　　磁共振方式由美國麻省理工學(xué)院(MIT)物理學(xué)家馬林·索爾賈?？?Marin Soljacic)于2007年進(jìn)行了驗(yàn)證，自此受到了廣泛關(guān)注。

　　磁共振方式的原理與聲音的共振原理相同。排列好振動頻率相同的音叉，一個發(fā)聲的話，其他的也會共振發(fā)聲。同樣，排列在磁場中的相同振動頻率的線圈，也可從一個向另一個供電。

　　利用共振還可延長傳輸距離。電磁感應(yīng)方式的供電距離最大為數(shù)mm～10cm左右，而磁共振方式如果線圈夠大，可向數(shù)m遠(yuǎn)以外供電。

　　汽車的車底到地面一般有15cm左右的距離。如果在車底安裝受電線圈，在自家停車場的地面埋入供電線圈，便可在停車時充電。能夠省去連接充電線纜的麻煩。

　　另外，磁共振方式不同于電磁感應(yīng)方式，無需使線圈間的位置完全吻合。即使停車位置與固定位置稍微錯開，線圈之間也會共振。
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