永不充电的手机?无线充电技术之路

2013-03-28 21:57:51来源: TechWeb
    你能想象么?或许有一天,手机之类的随身设备不再需要充电,智能手机每日一充的传说将被终结。这个看似不可能的一幕真的有可能实现。



  前不久三星推出的新一代Galaxy系列手机S4,宣布支持Qi无线充电技术,微软大力支持的WP8手机Lumia 920/820也支持Qi标准。尽管无线充电已经不是什么新鲜名词,但能得到行业大腕三星如此支持,足见其趋势已成必然。当然,对于无线充电事业来说,这只是第一步。无论是手机行业的巨头还是一些组织或者团体,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。

  无线充电三大标准:PMA/Qi/A4WP

  Qi:无线充电目前有三个比较成熟的联盟标准,其中Qi大家一定很清楚了,三星Galaxy S4就是这种。Qi基于电磁感应原理进行输电。感应耦合电能传输系统的基本原理如右图所示。这个系统由发射器线圈L1和接收器线圈L2组成,两个线圈共同构成一个电磁耦合感应器。发射器线圈所携带的交流电生成磁场,并通过感应使接收器线圈产生电压。这种电压可用于为移动设备供电或为电池充电。



Qi无线充电组件

  Qi现阶段只为5W以下的电子产品提供无线充电,比如智能手机、平板电脑、相机等等。供电效率也仅有50.2%,相较常用的直流电源适配器72%的平均效率相差甚远。而在远景计划中,WPC计划将Qi充电站植入到家庭、汽车、火车等各个公共场所。

  PMA:这个标准标准是由Duracell Powermat公司发起的,目前已经有AT&T、谷歌、星巴克等公司加盟。尽管加盟数量不多,但都是重量级!这种标准将符合IEEE协会要求。与另外两种相似,是通过植入电磁感应元件实现的,不过这个卡片很薄,直接插入手机即可,也就是说如果所有手机都支持这个标准,那么元件与手机之间相对独立(类似SD卡),不同品牌的手机甚至可以通用。



PMA无线充电模块

  星巴克计划在波士顿地区17家门店进行试点,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。

  A4WP:全称Alliance for Wireless Power,三星、高通以及Powermat等公司共同创建的联盟,它的目标主要是建立电子产品之间统一的标准,甚至与电动汽车等想匹配的机制。



A4WP具备稍远的无线传输能力

  这种标准将采用“电磁谐振无线充电”,和普通电磁感应技术有一定区别。虽然相比之下无线充电的效率要低一些,不过能够实现稍微远一点的距离,比如在桌子上用手机,依然能够充电。而不是需要紧贴着充电板。但是效率底下是它的最大弊端,短时间内很难克服。
  远程无线充电技术兴起

  无线充电很早就出现过,之前我们也介绍过很多类似产品,比如无线iPhone系列的无线充电器配件。给iPhone套上一个外壳,放在充电板上就能慢慢冲入电流,不过速率不够快用起来也不太方便。Galaxy S4支持Qi标准无线充电,意味着你不再需要加上厚厚的外壳,只要把裸机放在充电板上就可以了。也算是一个不小的进步。不过这些无线充电对距离有很大限制,用起来依然不够方便。



  有人说移动设备在充电的时候不能称之为真正的移动设备。确实,充电可谓当前所有智能设备的软肋,就在普通无线充电也解决不了的时候,“远程无线充电”概念出现了。

  同样是无线充电,两种技术天差地别。现有的主流无线充电说白了就是“感应线圈”,通过电磁感应让手机接收电流,尽管没有线,却不能离开充电源,数厘米距离就失效了。而远程无线充电就是近场磁共振,只要设备进入这个“共振场”就能充电。而这个共振场大概有数米直径,用在家庭完全不是问题。而且这个场在现代城市中无处不在,就好像Wifi信号一样,到处都是。而且不需要密码或其它限制。相比之下后者的优势明显。

  诺基亚与LTE无线充电技术

  国外科技杂志Technology Review magazine曾经发表过一篇诺基亚正在研究LTE天线专利的文章。其中说明了这项技术有着一个非常新鲜的功能,就是从无线信号中获取能量,也就是电能。

  诺基亚研究中心研究员Markku Rouvala说,他的小组正在开发一款有趣的原型机,吸取500MHz到10000MHz无线信号,比如Wifi、手机天线、电视信号中的电能,预计可以获得50毫瓦电量,这足以给一支正在待机或者关机的手机充电了。不过这款原型机目前只得到了5毫瓦左右的电量,还远远达不到水准。

  如果他们真的能够在手机上实现50毫瓦电量收集,那么将极大延长城市使用者手机待机时长,如果进一步提高收集效率,那么很有可能手机将不再需要充电。其实这是很有可能实现的,就好像早期的无线广播终端也不需要电力供应,完全由发射源提供。只不过现在无线信号到处都是,我们需要更有效的利用。

  与太阳能并用或是出路

  如果单方面用远程无线收集的方式还需要时间,也许在未来三到五年才能够完全实现。不过时间不等人,或许有更快捷的实现方式。



  前不久有传闻诺基亚新一代Lumia手机将搭载太阳能充电技术,有报告显示,诺基亚正在与SunPartner公司积极合作,后者是光能产业中的领头者。在他们的官网上,有着为智能手机提供的太阳能充电技术“Wysips”,通过手机屏幕上添加一层仅仅100微米的透明图层,捕捉太阳能,为手机充电。令人惊奇的充电方式!这就意味着,你只要让手机屏幕朝上晒晒太阳,就能充满电了。通常室外六个小时即可充满一只手机。

  由于厚度只有100微米,而且是完全透明的材料,所以基本不会影响手机屏幕透光效果,而且它能够吸收太阳光,降低阳光反射,在逆光环境下甚至比普通手机有更好的表现。转化效率并不高,大约10%左右。

  也许单一的太阳充电和远程无线充电都无法满足我们的需要,但是他们之间并不冲突。或许诺基亚正在谋划着,利用“混合动力”的方式,让手机长时间待机或者永久不充电。若如此,将颠覆当前智能移动设备行业,我们将重新理解手机电池与充电这两个概念。

关键字:永不充电  手机

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0328/article_20491.html
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